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    架“中继”鹊桥,助“嫦娥”奔月

    2018-05-22 09:29:44 来源: 经济日报-中国经济网
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        经济日报-中国经济网北京5月21日讯(记者姜天骄)“嫦娥奔月”这一家喻户晓的神话故事,讲述着中华民族千百年来好奇宇宙、探索月球的美好夙愿。2018年5月21日,由中国航天科技集团研制的嫦娥四号中继星“鹊桥”在西昌卫星发射中心成功发射,迈出了我国月球背面登陆的关键一步。

      神秘的月球“背面”

      众所周知,宇宙中的天体都处于自转的状态,月球也不例外。然而,月球在自转的同时,也在围绕着地球公转,这两种运动恰好达到了一种平衡,导致了月球永远都只有一面面向地球,而另一面则永远处于背向地球的阴影中。因此,月球“背面”探测成为航天事业中的一个热点和难点。美国、欧洲各国等都提出过探测月球背面的计划,但由于种种原因,最终都未能实施。目前,人类还没有探测器到达神秘的月球背面。

      为什么要研制发射中继星“鹊桥”?

      月球背面登陆探测面临着一个很大的难题,那就是由于月球本身的遮挡,运行到月球背面的着陆器和巡视器无法与地球之间进行通信,可谓是“两眼一抹黑”。因此,如何解决着陆器和巡视器在月球背面时与地球之间的通信就成为进行月球背面登陆探测的关键难题。

      “鹊桥”的本质是一颗地月中继通信卫星。通过发射中继星“鹊桥”,可以以“鹊桥”为通信中继点,从而绕过月球实现着陆器和巡视器与地面之间的通信。正因如此,中继星“鹊桥”与地球和月球背面之间都必须无遮挡,这对“鹊桥”的运行轨道设定了较高的要求。

      “鹊桥”的成功发射具有哪些重要意义?

      中继星“鹊桥”是中国航天科技集团自主研发的地月中继通信卫星,也是第一颗在地月L2平动点上采用Halo轨道的卫星。“鹊桥”的成功发射,标志着我国率先掌握了地月中继通信技术,这是我国在月球探测领域取得的新突破。

      此外,中继星“鹊桥”的成功发射,为后续嫦娥四号成功着陆月球背面开展探测任务奠定了关键性的基础,为嫦娥四号探月工程的圆满完成提供了有力保障。

      新闻多看点:

      嫦娥四号任务中继星成功发射 将搭建地月“鹊桥”

      5月21日5时28分,我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。鹊桥号中继星将为年底择机实施的嫦娥四号月球探测任务提供地月间的中继通信。

      探月工程嫦娥四号任务将实现国际首次月球背面软着陆和巡视勘察。鹊桥号中继星承担嫦娥四号着陆器和巡视器与地球间的通信和数传任务。此次发射还搭载了由哈尔滨工业大学研制的两颗月球轨道天文测量技术试验微卫星“龙江一号”“龙江二号”,将开展月球轨道编队飞行、空间超长波天文干涉测量等技术试验。鹊桥号中继星和微卫星还将利用携带的荷兰研制的低频射电探测仪、沙特研制的月球小型光学成像探测仪、中山大学研制的激光角反射器等有效载荷,择机开展科学探测试验。

      2013年12月,嫦娥三号任务圆满完成我国首次地外天体软着陆和巡视勘察之后,国防科工局组织开展了嫦娥四号任务实施方案调整的论证工作。综合考虑国际前沿、科学价值、经济和技术可行性等因素,最终确定了月球背面软着陆和巡视勘察的总体方案。

      由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同,所以月球总有一面背对着地球,这一面称之为月球背面。着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。鹊桥号中继星将在地月连线延长线的L2点附近,围绕L2点飞行,实现对地、对月中继通信,保障嫦娥四号任务实施,其到月球的平均距离约为6.5万公里,距地球40多万公里。

      所谓“L2点”,也称作地月拉格朗日点,是指在地球和月球这一二体旋转系统中的引力动平衡点。根据研究,在地月二体旋转系统中共存在五个平动点,运行于这五个平动点的探测器可以以较低的消耗维持与地月二体旋转系统几何构型不变,也就是说,探测器消耗很少的燃料即可长期驻留。其中L2平动点处于月球背面的地月延长线上,可实现地球与月球背面的中继通信功能。

      鹊桥号来源于中国民间流传千古的牛郎织女传说,而如今的鹊桥号则是中国航天人用自己的辛勤、智慧和汗水设计建造的地月信息联通的“天桥”。

      探月工程重大专项由国防科工局组织实施。此次中继星任务由工程总体及卫星、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中,工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担;卫星、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;地面应用系统由中国科学院国家天文台承担。此次发射任务是长征系列运载火箭的第275次发射,也是长征四号丙运载火箭在西昌卫星发射中心首次执行任务。

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