为嫦娥搭“鹊桥”
来源: 北方网  作者:  编辑:侯静  2018-05-22 09:54:58

  昨日清晨,在嫦娥三号“奔月”4年多之后,中国又做出一个探索月球的大动作——在西昌卫星发射中心将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。

  这是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点(简称:地月L2点)的通信卫星,它的成功与否对今年年底中国探月工程嫦娥四号任务——世界首次月球背面软着陆和巡视勘察任务至关重要。据新华社电

  月球背面建

  通信“服务区”

  在与长征四号丙运载火箭完成星箭分离后,“鹊桥”进入预定地月转移轨道,相继展开卫星太阳翼和中继通信天线,飞向月球。

  后续,“鹊桥”还需进行12次轨道控制任务,经过中途修正、近月制动和月球借力,进入月球至地月L2点的转移轨道,通过3次捕获控制和修正后,最终进入环绕地月L2点的使命轨道。

  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会受到月球自身遮挡,无法直接与地球进行测控通信和数据传输,因此必须先发射“鹊桥”,让它去充当架设在嫦娥四号与地球间的“通信中继站”,专门解决着陆月球背面的探测器对地通信“不在服务区”的问题。

  完成使命还需“过关斩将”

  “鹊桥”虽然只有400多公斤重,但它是中国第一次应用于深空探测重大任务的小卫星。这次任务周期长、难度大、风险高,卫星的飞行轨道也与众不同。

  在去往地月L2点使命轨道的途中,“鹊桥”需要多次进行中途修正,要完成全部使命还需“过五关斩六将”。

  最关键的一次是近月制动的变轨,相当于在距月面100公里高度时给卫星“踩一脚刹车”。这次变轨的窗口时间很短,且只有一次机会。如果没按计划完成好“刹车”动作,“鹊桥”很可能从此飞离预定轨道,因为这颗小卫星携带的推进剂不足以让它重新进入预定轨道。

  “鹊桥”采用的伞状大通信天线由于是首次使用,其性能表现需要经受在轨实际检验,而远距离通信也是一大难点。地球上的通信卫星通常是在距地面3万多公里的地球同步轨道运行,“鹊桥”距离月面远了1倍多,有7万多公里,这些对这颗中继星实现与嫦娥四号着陆器和巡视器稳定可靠的通信提出挑战。

  拉开探月

  国际合作新序幕

  “鹊桥”是颗小卫星,研制时间只有两年半,但作为嫦娥四号任务的重要组成部分,它的技术状态比较新,设计寿命达3年,而且质量要求非常严格,整个卫星的地面加电测试时间超过1300个小时。

  “鹊桥”携带一大一小两个相机,小的专门观察卫星天线的展开情况,大的可以给月球和地球拍合影。

  在确保完成通信中继保障使命的同时,“鹊桥”也拉开了探月国际合作的新序幕。“鹊桥”携带了由荷兰研制的低频射电探测仪,未来将开展在轨科学探测试验。这个低频射电探测仪可以聆听低频的宇宙之声,这一科学探测将等嫦娥四号探测器完成主要任务之后再继续展开研究。

  与“鹊桥”一同发射升空的还有由哈尔滨工业大学研制的“龙江一号”“龙江二号”两颗月球轨道编队超长波天文观测微卫星,星上搭载了由沙特研制的月球小型光学成像探测仪。两颗微卫星未来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。

  今年,嫦娥四号也将搭载来自德国和瑞典的科研载荷登陆月球背面。

  多方飞身探“广寒”

  ■多个国家及地区近年来纷纷将月球作为重要的深空探测目标之一

  中国:探月工程嫦娥四号任务计划年底实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察,并利用中继星实现地球与月球背面的通信

  印度:“月船2号”探月任务计划让着陆器在月球南极附近软着陆并释放一辆六轮月球车

  美国航天局:年初宣布将在2023年左右将宇航员送入月球轨道,并在本世纪20年代初建立一个月球轨道平台作为“深空门户”

  俄罗斯航天集团:今年3月宣布计划两年内发射“月球25号”探测器,重启俄罗斯中止了40余年的月球探测计划

  欧洲航天局:一直在为打造“月球村”而奔走,呼吁各国航天机构和企业合作建设一个可供人类工作和生活的月球社区

  日本:不断提出与美国、印度等国合作探月的计划

  ■探月还获得越来越多企业的青睐

  美国太空探索技术公司:打算开启商业太空旅行项目,送游客绕月飞行

  沃达丰、诺基亚和奥迪等公司:计划合作发射月球探测器并在月球上搭建首个4G网络

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