中国国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华此前介绍，中美双方在嫦娥四号探月任务中进行了“积极合作”，利用正在月球轨道上运行的美国月球观测卫星对嫦娥四号探测器进行了观测。
不过，由于种种原因，这次合作未能获得预想中的成果。
中美航天机构在嫦娥四号探测器登陆月球背面的任务中实现了近年来的首次合作
据《科技日报》北京时间1月21日报道，中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁此前透露，得知中国要发射“鹊桥”中继星并探测月背时，美国科学家向中方提出了多项合作请求。
总所周知，多年来美国对中国航天一直是排挤的。2011年美国国会通过“沃尔夫条款”，禁止NASA未经国会明确批准同中国进行任何形式的合作，并禁止NASA所有设施接待中国官方访问者。此外，中国于2010年10月发射的嫦娥二号探测器，在完成为期半年的绕月探测后，实施了一系列拓展任务，包括对图塔蒂斯小行星进行飞跃探测等。
吴伟仁回忆道，世界上很多小天体的轨道只有美国掌握，原本向全球公开。但当中国宣布要探测图塔蒂斯小行星后，美国立即关闭了相关轨道数据。
据了解，当时，中国航天团队被美国的举动“搞得十分被动”，但还是集中国全国范围内的天文台的力量找到了图塔蒂斯、制定了轨道，最后成功完成探测任务。
《科技日报》的报道介绍，2013年中国实施嫦娥三号任务前夕，美方多次致电，要求中国提供嫦娥三号的轨道
此次任务，美方则希望嫦娥四号搭载信标机，帮助其获得在月背着陆的具体位置。遗憾的是，美国月球观测卫星（LRO）没能见证这一过程。吴艳华介绍，嫦娥四号着陆的时候，LRO不在其上空，不能实时监测。
中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为，在嫦娥四号任务中，中美双方“都表现出了合作的态度”。在前期沟通过程中，美方将LRO卫星的轨道数据提供给中方，并承诺公开拍摄的图像和参数。中国也提前告知了嫦娥四号着陆相关信息，“只可惜两家窗口没对上”。LRO所剩燃料也很有限，无法调整轨道过去观测。
不过杨宇光表示，虽未达到科学目标，此举“具备一定工程意义”。
美国还提出另一项请求，希望中国把“鹊桥”中继星的设计寿命由3年延长到5年，“美方准备到月球背面去，希望到时也能利用这颗中继星”。《科技日报》指出，虽然中国“鹊桥”中继星“拥有极高的技术含量”，但以美国目前的技术，研制一颗中继星送入该轨道“并不是很难的事”。
杨宇光认为，如果美国自行研制一颗中继星，加上发射、运营，花费至少要上亿美元，美方请求使用中国的中继星，目的是为了节省开支，“NASA现在预算紧张，向中国寻求合作显然划算得多”。美国提出合作也是基于对“鹊桥”卫星以及中国航天的认可。
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