5月21日凌晨,中国成功发射了嫦娥四号月球探测器的中继卫星“鹊桥”。随后的几天里,中继星“鹊桥”飞行到月球背面上空的地月引力平衡点L2点,并在那里稳定地运行,为下半年发射并在月球背面着陆的嫦娥四号探测器提供通畅的地月中继通信支持。为什么发射嫦娥四号之前要先架设“鹊桥”?对于月球背面探测这一世界难题,中国给出了怎样的解决方案?“鹊桥”中继星的运行轨道有什么特殊之处?
来看中国国家空间科学中心博士,现中国运载火箭技术研究院总体设计部型号设计师钱航的独家讲述吧:
在中国乃至全世界,有一个从小就耳熟能详的故事:相传牛郎和织女被银河隔开,只允许每年的农历七月七日相见。为了让牛郎和织女相会,各地的喜鹊就会飞过来用身体紧贴着搭成一座桥,此桥就叫做鹊桥。牛郎和织女便在这鹊桥上相会。而在5月21号,中国发射的这颗以“鹊桥”命名的月球中继卫星,承载着这一美好寓意,发挥着同样的作用。
△古城月夜
月背难探
月球是地球的卫星,同时也是距离地球最近的地外天体。人类自古以来都对月亮充满好奇,随着科技水平的进步,科学家们从远距离观测月球,到近距离接近月球,最后到成功登月,开始对这一星球进行了更加深入地了解。然而直至今日,这颗星球的许多秘密,尤其是月球背面,仍然未能解开。月球背面之所以显得神秘,原因在于我们无法从地球上直接观测到月球背面。月球这种规律称为潮汐锁定(或同步自转、受俘自转),发生在重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体,即月球永远以同一面朝向着地球。潮汐锁定的天体绕自身的轴旋转一圈要花上绕着同伴公转一圈相同的时间。这种同步自转导致一个半球固定不变的朝向伙伴。月球的自转和公转周期都大约是4星期,因此无论何时从地球观察月球,都能看见同一面的半球。直到1959年,从前苏联的太空船月球3号传送回来的照片,才完整的看见月球背面。
嫦娥四号月球探测器是嫦娥三号的备份星,计划将登陆月球背对地球一面的南极附近的艾特肯盆地。由于月球被地球潮汐锁定,它只能永远以同一面朝向地球。这就意味着,在月球背面登陆的嫦娥四号与地球上的测控中心不仅相隔遥远的地月距离,而且还要隔着月球球体进行通信联系。但通信信号无法穿透月球抵达其背面,这就需要中继卫星的帮助来实现数据传输,完成地面测控任务。这是“嫦娥”此次发射奔月之前先发射“鹊桥”卫星的原因。
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在中国乃至全世界,有一个从小就耳熟能详的故事:相传牛郎和织女被银河隔开,只允许每年的农历七月七日相见。为了让牛郎和织女相会,各地的喜鹊就会飞过来用身体紧贴着搭成一座桥,此桥就叫做鹊桥。牛郎和织女便在这鹊桥上相会。而在5月21号,中国发射的这颗以“鹊桥”命名的月球中继卫星,承载着这一美好寓意,发挥着同样的作用。
△古城月夜
月背难探
月球是地球的卫星,同时也是距离地球最近的地外天体。人类自古以来都对月亮充满好奇,随着科技水平的进步,科学家们从远距离观测月球,到近距离接近月球,最后到成功登月,开始对这一星球进行了更加深入地了解。然而直至今日,这颗星球的许多秘密,尤其是月球背面,仍然未能解开。月球背面之所以显得神秘,原因在于我们无法从地球上直接观测到月球背面。月球这种规律称为潮汐锁定(或同步自转、受俘自转),发生在重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体,即月球永远以同一面朝向着地球。潮汐锁定的天体绕自身的轴旋转一圈要花上绕着同伴公转一圈相同的时间。这种同步自转导致一个半球固定不变的朝向伙伴。月球的自转和公转周期都大约是4星期,因此无论何时从地球观察月球,都能看见同一面的半球。直到1959年,从前苏联的太空船月球3号传送回来的照片,才完整的看见月球背面。
嫦娥四号月球探测器是嫦娥三号的备份星,计划将登陆月球背对地球一面的南极附近的艾特肯盆地。由于月球被地球潮汐锁定,它只能永远以同一面朝向地球。这就意味着,在月球背面登陆的嫦娥四号与地球上的测控中心不仅相隔遥远的地月距离,而且还要隔着月球球体进行通信联系。但通信信号无法穿透月球抵达其背面,这就需要中继卫星的帮助来实现数据传输,完成地面测控任务。这是“嫦娥”此次发射奔月之前先发射“鹊桥”卫星的原因。