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今天,看鹊桥

浙江日报有风来  · 公众号  ·  · 2024-03-20 09:51

正文

“嫦娥”未行,“鹊桥”先渡。


3月20日上午,搭载探月工程四期鹊桥二号中继通信卫星的“长征八号”遥三运载火箭在文昌卫星发射中心点火发射。


搭载“鹊桥二号”的火箭点火升空, 图源 新华社


九天揽月,相约鹊桥。 “鹊桥二号”将成为架设在月背与地球间的“通信站”,搭建地月信息联通的“天桥”。


于是,一桥飞架南北,天堑变通途。



01


一说“鹊桥”,大多数人会想到牛郎和织女的爱情故事——每年农历七月初七,会有飞鹊在银河上架起桥梁,即鹊桥,牛郎和织女得以相见。


“鹊桥”系列中继卫星,正是承载着这一美好寓意, 实现 “地月传书”。


由于月球的自转和公转周期相同(这是月球被地球的引力逐渐锁定的自然结果),地球上的人类始终只能看到月球的正面,地面基站自然也只能收到来自月球正面的信号。


因此,平日里对月背观测只能采取简单粗暴的办法——卫星飞到背面时测到的数据,飞到正面时再传回来。1959年10月7日,苏联的“月球3号”就是这样传回了人类历史上第一张月球背面的影像。


2019年嫦娥四号探测器传回的月背影像图像,

图源 新华社


月球始终以同一面朝向地球,这就意味着,若探测器在月球背面登陆,它与地球不仅相隔遥远的地月距离,还要受庞大月球球体的阻隔,如何与地球保持通信联络?


这就要靠被称为是“卫星的卫星”的中继卫星了。它能同时将地球、月球背面纳入视野,从而扮演两个原本被隔绝地点之间的“传球手”。


除此之外,它还拥有一把直径达到4.2米的“金色大伞”,被称作星载大型可展开天线。这面天线由镀金钼丝编织而成,这些钼丝非常细,直径大约只有头发丝的四分之一而已。在发射升空时,它会收拢起来,在进入太空后才会展开,形成伞状的天线,建起连接地球和月球、跨越40多万公里的“星际穿越”通信链路”。


真可谓是,“纤云弄巧,飞星传恨,银汉迢迢暗度”。


据介绍,“鹊桥二号”未来的任务清单已经排满,将为嫦娥六号、七号、八号,乃至已经发射的嫦娥四号(着陆器与“玉兔二号”月球车)等月球航天器或探测器任务提供中继通信服务。其中首当其冲的,便是今年上半年即将实施的“嫦娥六号”月球背面采样返回任务。


2019年“嫦娥四号”在月球背面软着陆,图源 新华社



02


事实上,“鹊桥二号”的成功发射,要感谢一位前辈——于2018年发射的“鹊桥号”,它的多年超期服役,为新一代中继卫星验证了大量技术基础


“鹊桥二号”在技术和能力上有了显著的提升。与前辈450千克质量、 5年设计寿命相比, 鹊桥二号”质量约1.2吨,设计寿命长达8年 ,搭载了先进的通信载荷,还搭载了极紫外相机、阵列中性原子成像仪、地月VLBI试验系统等科学载荷。


“鹊桥二号”在目标轨道有所调整。与鹊桥一号不同的是,鹊桥二号并不是围绕地月拉格朗日L2点运行,而是绕月运行。该轨道将远月点设置在月球南极一侧,这样将不仅拥有更大的倾角,使得卫星在飞越月球南极时拥有更长的中继通信时间,而且在该轨道上推进剂消耗极少,从而保证了卫星的长久使用寿命。


“鹊桥二号”还带着两位“小弟”。据新华社报道,“天都一号”“天都二号”通导技术试验卫星将随鹊桥二号一并发射。“天都一号”整星重量61千克,配置了Ka双频段一体化通信机、激光角反射器、空间路由器等载荷;“天都二号”整星重量15千克,配置了通导载荷。双星将在月球轨道编队飞行,实施月球轨道通信导航新技术验证。


天都通导技术试验星飞行示意图,图源 浙江在线


“鹊桥二号”在探月任务上更加重要。据国家航天局探月与航天工程中心的采访报道,嫦娥六号任务完成后,鹊桥二号将会择机调整轨道,从而为后续月球探测任务提供服务。


接下来,嫦娥七号计划于2026年前后实施发射,计划开展月球南极的环境与资源勘查。之后, 嫦娥八号将配合嫦娥七号在月球南极建立国际月球科研站的基本型。



03







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