搭鹊桥!中国人让月球背面第一次有信号了

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楼主 2019-05-12 08:31:10
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  嫦娥四号任务中继卫星成功发射


  记者从国防科工局、国家航天局获悉: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。


  鹊桥号中继星是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星,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。


嫦娥四号中继星“鹊桥”的飞天之旅


火箭起飞



星箭分离



“喜鹊开屏”



奔向月球



运行于Halo轨道



开展通信中继和科学技术试验



支持着陆器/巡视器组合体

在着陆时与地面建立上下行通信链路




支持着陆器、巡视器

在月球背面开展科学探测



  月球是地球唯一的天然卫星,陪伴地球已经超过45亿年。它对地球地轴指向、自转稳定、周期潮汐、夜晚照明等有着巨大意义。可以说,离开了月球,地球根本不会是今天这种光景。

人类永远只能看到月球的“一面”?


  由于地球强大引力的影响,月球也付出了很大代价:地球将月球的自转周期减慢(与围绕地球公转周期完全一样),也就是潮汐锁定。


  在这种效应下,身处地球的人类基本永远只看到月球的“正面”,只能在特定条件下看到月球“背面”一小部分,总体来看,人类无法看全月球背面的。


  人类在地球上永远只能看到的月球正面(左)和看不全的背面(右)(图片来源于NASA)


  即便到了载人航天时代,由于月球整体的阻拦,背面成了地面通信的禁区。在过去的60年内,人类已经发射了超过百个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但仅有少数航天器看到过月球背面,没有任何一个能够实现月球背面的着陆。


  因此,人类关于月球背面的阴谋论和谣言甚嚣尘上,外星人基地、纳粹残余、月球人家园,这些甚至广泛出现在各种科幻作品中,各种演绎充满想象力。月球背面甚至得名“月之暗面”(尽管实际上背面也能被太阳照到,只是人类看不到而已)。


  为实现月球背面的探测、登陆与研究,就必须把信号传递到那里。现在这个方案就是中国嫦娥四号登陆信号中继星,人类历史上首个,妥妥的。


信号中继卫星,是什么?


  那么,载人飞船环绕地球运行时,90分钟左右就能绕地球一周,如果到地球背面时,该怎么联系?


  主要有三种方案:


  1.全球布网测控站,但受制于海洋无法建站等因素;


  2.建立移动测控站,比如使用测量船,但每次都航行到地球另一侧不现实;


  3.在太空中建立信号中继卫星网络,与地球自转同步,只要3-4颗足够覆盖全球,不过技术难度很高。


  第3种就是信号中继卫星,它们的功能就是接收、加工、转发其他卫星的信息,换句话说:“卫星的卫星”。拥有这个技术的国家/地区有美国、俄罗斯、欧洲、中国、日本,但目前处在完整工作状态下的中继卫星通讯系统中,仅有美国和中国能够实现全球覆盖。


  举个例子。2003年,中国航天第一人杨利伟进入太空,彼时他只能在飞到中国附近卫星测控站时才能与地球联系,一次通话大概5分钟就必须结束。


  王亚平授课是通过天链一号系统(图片改编自中新网)


  而到了2013年,神舟十号上,王亚平就已能在太空中实现51分钟的太空授课,期间飞船绕了地球大半圈。到了神舟十一号时,景海鹏和陈冬已能看地面电视直播了。


  他们依赖的就是我国覆盖全球的四颗信号中继卫星——天链一号。


“鹊桥”中继卫星工作原理了解一下


超级工程V科普团队 中国科普博览


  2018年底,嫦娥四号将按计划抵达月球背面。那时,这个鹊桥“天眼”将会执行任务的指令发送、信号中继、数据下载等功能,成为链接地球与月球的“鹊桥”。


中国制造

既是照亮月球背面的“天眼”

又是链接地球月球的“鹊桥”

祝嫦娥四号任务一切顺利!



综合人民日报客户端(记者:冯华)、新华社(ID:xinhuashefabu1,记者:白国龙、余晓洁)、科学大院(ID:kexuedayuan,作者:太空精酿)、中国航天科技集团

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