03.01 “鹊桥”中继卫星发射成功,为登陆月球背面作准备,我国航天工业是怎样一种存在?

武器装备秀


我国航天工业这几十年的发展十分迅猛,我认为已经处于航天相关领域的第一梯队。也有人指出是第二梯队、第一梯队美俄、第二梯队中国、日本。反正不管怎么说,我国已经是一个航天大国,航天强国!



总体上来说,我国航天事业稳步提示,不论是在卫星应用与开发(这里特别我国16年发生的量子通讯卫星,墨子号,可以说是走在了世界前列)、空间站建设(世界上在轨运行等等就俩个,我国独占一个)、载人航天、深空探索等方面,都取得了举世瞩目的成绩,基本上可以用一句老俗话说“别人有的,我们也有了,甚至别人没有的,我们也有了”,可见我国航天工业之实力。



虽然我国航天事业蒸蒸日上,部分技术甚至赶超美俄,但是我们仍然要清醒地认识到,在某些基础研究领域,我们和老牌航天强国美俄之间还是有差距,特别是在航天发动机制造、元器件制造、特种材料研发等基础领域,仍有短板存在。所以仍需我们在这些究领域继续开拓创新、开疆扩土。

总之,我国航天事业已经迈入新时代,有资格也有资本和美俄平起平坐了。


科学探秘频道


我国是继美国之后第二个进行大规模月球探测的国家,之前已经进行过多次月球探测工作,并且也进行了玉兔的登月行动,可以说我国登月技术已经非常成熟。美国人早已停止月球探测计划,中国登月正在如火如荼进行,下一步要进行的就是月球背面的登月计划,从而解开月球背后到底有什么的秘密。为了将来举行的登月计划,我们特意发射了一颗“鹊桥”卫星,目的就是为了让登月能够顺利进行。

我们知道,登月必须由地球上发出指令,来实时监测控制飞船或者卫星的轨迹。然而,随着距离越远信号就会变差,一旦超出信号范围,那就失去对飞行器的控制,这是非常危险的。如何解决这个问题,最简单的方法就是在地球与飞行器中间部署一颗中继卫星,通过它来实现远距离的传输,中继卫星可以将收到的信号放大,然后进行回传,从而让电波传输的更加远,这也正是发射鹊桥的目的。

还有一方面,那就是月球本身就相当于一个巨大的障碍物,月球本身就会阻挡电波,如果要在月球背面登陆,地球上的电波是无法穿过厚厚的月球土层的。如何解决呢,还是一颗中继卫星解决,把它部署在月球附近,这样让地球上的信号先传输给它,然后再输送给月球背面的登陆器。相反,登陆器也可以将采集的信息以同样的方法回传。如果没有这座鹊桥,是无法建立起地球与月球背面的联系的。


楠竹一


为什么月球只有一面朝向地球?

大家在生活里面可能遇到过一个现象,那就是钟如果走着走着没电了,或者老式的发条钟走着走着停了,那么最后一般来说秒针会停留在六点钟左右的位置,这是为什么呢?其实其中的原理非常简单,因为重力的作用下,秒针最终会停留在最低的地方。

而月球也是一样的——月球不是一个完美的球体,而是有的地方鼓出来一些,有的地方凹陷进去,所以说月球实际上是一头重、一头轻的。月球在长久围绕地球运动的过程中,逐渐地把最重的那头转朝向了地球,就好像秒针最终会指向地球一样。

而这就是所谓的潮汐锁定。下面这张图可以看到,月球已经被夸张成了一个不规则的椭球形,在地球引力的作用下,最终月球在围绕地球旋转的时候只有固定的一面朝向地球,所以人类现在看到的月球的样子是一直不变的。

潮汐锁定后的月球对人类登月有什么影响呢?

最大的问题是,地球上发出的无线电无法传到月球背面去,所以那些登陆在月球背面的月球车会接收不到地球的信号,科研成果也没有办法通过无线电传到地球上来。

这个时候就必须有一个中继卫星作为地球和月球背面之间信号传输的一个中转站,否则登陆月球背面的任务就是一团泡影。下面这张图就是中继卫星的原理图,可以看到,信号先传到中继卫星,然后中继卫星远在月球外侧,不会被月球挡住,所以就可以顺利地连通地球和月球背面地月球车的通讯了。

这颗中继卫星的作用很重要,因为地球要实时控制着这个月球车对月球展开探索,所以一定要能够非常稳定的工作,特别是月球车在月球背面登陆的时候,地球要能够以最快的速度掌握月球车的实时动态,并且进行调整,所以这颗中继卫星是登陆月球背面的必不可少的、也是极为重要的一步。

中国的中继卫星是个什么水平呢?

中国的卫星中继技术已经相当成熟了。

比如说在前几年,神舟十号的航天院王亚平在太空给地面的学生讲课,这节课一共进行了51分钟,而在这51分钟里,神舟十号一直在围绕地球旋转,在这个过程中,神舟十号就会转到地球的另一端,从而使身处中国的指挥中心没有办法直接联系到神舟十号。

这个时候,为了实现连续不停的视频通信,就用到了卫星中继技术,而下面这幅图就是当时上课的录像,右上角的“天链”就是中国的中继卫星系统,其中的天链一号是于2008年发射的首颗中国数据中继卫星。可以知道,整个上课的过程图像清晰、信号稳定,说明中国的中继通讯技术已经相当成熟。

中继卫星技术可以用于民用的信号转播——比如说卫星信号转播,甚至于可以用于军用的信号传输。要知道,在有中国自己的中继卫星之前,有些时候为了获取卫星到了地球另一面时候的数据,就必须要求爷爷告奶奶地在国外建造通讯站,还要派远洋测量船,非常麻烦、耗时耗力不说,到了战争时期,这些通讯手段根本就不可靠,所以发展通讯中继技术不仅仅可以用于科学研究,对于军事和民众生活也同样是非常重要的。

“鹊桥”卫星的发射,进一步说明了我国相关技术的成熟,而且具有发射深空中继卫星的能力,为我国进一步的太空探索提供了极大的支持(今后如果要登陆火星,恐怕就要更加先进的中继技术了)。

人类为什么会这么希望去登陆月球的背面呢?

我觉得主要有两个原因。

第一个原因是月球背面已经长久地脱离地球的影响。

月球具体是在什么时候被潮汐锁定的?这个不太清楚,但是可以知道的是,一定已经过去了很久了。而且我们知道,地球上的物质不是被牢牢地锁定在地球上地,而是缓慢向外散发着,其中有一部分物质就落到了月球上。所以说,月球的背面就好像是一个盒子一样,在很久很久之前就已经合上了盖子,现在人类只要过去打开这个盒子,就可以看到地球十几亿年前的一些样子。

第二个原因是月球背面现在受到地球的影响很小。

刚刚也说了,地球上发出的无线电信号不会影响到月球的背面,这对于宇宙的探索来说,实在是太宝贵了。因为地球上现在已经充斥着各种电磁波信号,甚至于连地球外的轨道上都充满了这些信号,身处于这样地环境之中观察宇宙,就好像是一片噪声中听远方模糊不清的叫喊声一样,那些从宇宙深处传来的电磁波信号会淹没在这一片嘈杂之中——比如说中国的“天眼”就有一个规定,五公里之内严禁使用电子产品,这就是害怕手机的那一点点信号影响到我们观察宇宙的结果,但是这样的努力实际上也是杯水车薪。

防止无线电波干扰,这成为了景区保障的重中之重。据了解,该望远镜5公里核心区为“静默区”,屏蔽所有移动信号,游客进入大射电观景台前需在游客服务中心寄存手机、数码相机等一切电子产品,并经过两次安检。

而月球的背面就给我们提供了这样一个非常良好的科研场所——我们只要在那里支上天线,就可以更好地观测宇宙了,一定会有一些意想不到地发现。

当然,出了上述两个原因之外,还有一个非常现实的原因,那就是到目前为止,还没有哪个国家在月球背面登陆过——大家都没有研究过这片土地,所以中国是第一个。

下面的重头戏:嫦娥四号。

所谓的是兵马未动、粮草先行,而这颗名为“鹊桥”的中继卫星就是先动身的“粮草”,而下面还有我们中国的主力部队:嫦娥四号——这颗卫星将于不久之后择机发射,作为人类历史上第一个在月球背面软着陆的探测器,并且展开相应的科研活动,并且因为月球背面的独特性,其科研成果将有极为重大的科研价值(下面就是预期中的嫦娥四号需要执行的任务)。

所以,中国的探月之路、太空探索之路还在稳步前进,我们期待更多的惊喜。


航小北的日常科普


为什么要发射“鹊桥”中继卫星?我们知道是为了嫦娥四号登陆月球背面做准备。

由于地球对月球的潮汐锁定作用,月球的自转周期与公转周期完全一样,导致在地球上永远只能看到月球的一面,也就是月球的“正面”。而计划在年底发射的嫦娥四号将会成为人类历史上第一个登陆月球背面的探测器。既然是在月球背面,那么与地球的通信就成了一个问题,没有什么探测器的信号足够强大到能够穿过月球与地球联系的。所以就需要先建立一个信号的“中转站”,这就是“鹊桥”中继卫星。这也是人类历史上首个月球信号中继卫星。


中继卫星需要保持两个“稳定”,不但要保持自身在深空轨道的稳定,也要保证地月通讯的稳定,所以中继卫星需要定位在地月拉格朗日二点的位置附近,选择一条独特的晕轮轨道(Halo orbit)。我国在2014年发射的测试飞行器已经验证了相关轨道转移和控制技术。

解释一下拉格朗日点,又称为平动点,是一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间中的一点,在该点处,小物体相对于两大物体基本保持静止。对于地月间的拉格朗日点共有5个,这次选择的是L2点,对于处在这点附近的“鹊桥”相对地球和月球几乎静止。因为轨道如此“稳定”,所以对于这种中继卫星而言,能够以很少的消耗稳定在这个轨道几十年,足够中国或者帮助其他一些国家执行月球背面任务时使用,虽然其设计寿命只有5年。

今年年底,当嫦娥四号抵达月球背面时,这个中继卫星就会执行任务的指令发送、信号中继、数据下载等功能,真正成为连接地球与月球之间的“鹊桥”。


清明的星空


在5月20日的夜晚(实际发射时间为5月21日凌晨),中国在西昌卫星发射中心成功发射鹊桥号卫星。这颗卫星,是为将在月球背面工作的嫦娥4号和地球之间提供通信链接的中继卫星。而这颗名为鹊桥号的中继卫星,在五二零的夜晚发射,真是有缘。

为什么需要搭建鹊桥呢?

抬头看月亮,我们看到的月亮亘古未变。那影影绰绰的“桂花树”、“广寒宫“、“玉兔”,其实都是在月球的正面。而月球背面,一直对人类保持着神秘。原因就在于月球被地球的引力锁定了。这里打个比方,就像爸爸的双手拉着孩子的双手,爸爸在原地打转,孩子环绕着爸爸打转,从爸爸的角度(也就是地球人的角度),他看不到孩子的背上,或许已经在被蚊子叮咬了。

既然地球上无法直接看到月球背面,也就无法和月球背面直接通信。2018年年底,嫦娥四号探测器将在月球背面着陆,这时候,我们就需要一位“话务员”,把嫦娥四号探测到的信息,通过“话务员”传递到地球上。鹊桥号的主要使命,就是在月球背面和地球之间“传话”,也就是提供中继通信。

说到嫦娥4号,这可是全世界第一个要在月球背面着陆的探测器,是全人类有史以来第一次。想到这个,我就情不自禁地哆嗦。嫦娥4号将要着陆的地方,位于月球南极的艾特肯盆地,那里是整个太阳系中最大最深的盆地,很可能是月球刚刚形成不久之后被小天体撞击形成的。嫦娥4号将在那里开展着陆和巡视探测,揭开艾特肯盆地和月球背面的秘密。


火星叔叔郑永春


鹊桥卫星发射的主要目的,就是为了给年底登陆月球背面的嫦娥四号提供通讯信号的中继。所以命名也很有深意,嫦娥未行,先搭鹊桥。

我国的嫦娥计划,也是按既定的环绕,落地,返回的步骤来发展,在嫦娥三号登陆月球之后,今年嫦娥四号就要登陆神秘的月球背面。计划中还有明年发射的嫦娥五号,它的任务就是要能够落地,采样并且返回地球。实现完整的对月登陆返回任务。

对于月球背面,首先的登陆难题就是通讯信号的传递,由于月球被潮汐力锁定,总是一面对着地球,其背面又有月球自身的遮挡,地球上的通讯信号就无法传递,这就需要建立中继系统。

鹊桥卫星就是一个中继通信卫星,用来向年底登陆月球背面的嫦娥四号进行数据和控制中继。鹊桥的成功发射,是我国月球背面登陆计划的重要一步。鹊桥卫星起到了既能和地面保持通讯,又能和月球背面登陆的月球探测器相互联络,嫦娥四号和地面的之间的数据交换和系统控制,都要经过鹊桥卫星来实现。

同时鹊桥卫星除了中继通讯还会进行激光测距等其他的科研任务,鹊桥在地球和月球背面之间架起信息高速公路,期待它早日精确入轨。

在几十年前,美国首先实现载人登陆月球,而月球背面一直还是神秘的,这次我国嫦娥四号即将实现软登陆,并进行后续的月球巡视和勘测,这也是中国航天实力的重要展示,对于我们吃瓜群众,起码可以看看月球背面到底有没有雨外星人藏了啥好东西。


量子实验室


根据新华社的报道,5月21日5时28分,在西昌卫星发射中心,“鹊桥”中继卫星成功发射。这是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星,将为今年年底的嫦娥四号在月球背面软着陆进行探测的任务,提供地月间的中继通信服务。简单说,该卫星就是登陆月球背面后的嫦娥四号与地球保持通信的中转站(中继站)。


火箭升空25分钟后,开始星箭分离,“鹊桥”中继卫星进入预定的地月转移轨道,并且卫星太阳翼和中继通信天线相继展开,一切正常。后续,还需要对该卫星进行中途修正、近月制动等,使“鹊桥”通信卫星最终进入它的使命轨道。这次发射是长征系列运载火箭执行的第275次任务,此次还搭载了两颗天文观测微卫星:龙江一号、龙江二号。

我国的航天工业是个怎样的存在?

根据《人民日报》4月24日的报道,目前我国在轨卫星已超过200颗。仅在2017年航天日至今年航天日这一年的时间内,我国就进行了25次航天发射任务、将53颗卫星送入太空。

2017年4月,我国“天舟一号”货运飞船发射升空,与天宫二号完成交会对接、完成了在轨补加推进剂等试验任务。我国是第三个掌握这一关键技术的国家,为以后我国空间站的补给打下了牢固的基础。


2017年6月,“慧眼”成功发射,它是首颗硬X射线空间天文卫星。我国对空间天体的观测,由地面转向天地联合观测。

2017年,高分辨率对地观测系统高分三号卫星投入使用,高分卫星应用整体能力初步形成。

首颗高通量通信卫星实践十三号正式投入使用;新一代静止轨道气象卫星风云四号在轨交付。

8颗北斗三号全球组网卫星成功发射,开启北斗卫星导航系统全球组网新阶段……
“鹊桥”上架设了一副伞状天线

根据航天局新闻发言人李国平的介绍,嫦娥四号已经确定了搭载荷兰、德国等国家的4台科学设备。2018年2月,我国与意大利联合研制的电磁监测试验卫星成功发射。中法海洋卫星研制进展顺利,已进入工程实施阶段,预计于下半年实施发射;中巴地球资源04A星研制工作进展顺利。   李国平透露,我国为阿尔及利亚研制的通信卫星成功发射。

根据航天局新闻发言人李国平的描述,我国航天发展采取“”三步走”的策略:第一步,2020年左右实现重点突破,加速迈向航天强国;第二步,2030年左右实现整体跃升,成为世界航天强国;第三步,2050年之前实现超越引领,全面建成航天强国。


我国现在是世界航天大国,但还不是航天强国,正在向航天强国迈进。我国航天工业的整体水平如何?实施探月工程,就已经给出了答案。


儒道之主


大家都知道,由于月球的自转周期与它围绕地球公转的周期相同,所以我们地球表面的人永远只能看到月球的一面,另一面始终看不到,这就是因为地球强大引力的“潮汐锁定”的缘故。

近几十年来,由于太空探索的发展,关于月球阴暗面,人们有着太多的好奇,比如“远古基地”、“外星人堡垒”等等。

鹊桥鹊桥,顾名思义,它是起到桥梁的作用,这样当嫦娥四号的着陆器以及月球车在月球背面工作的时候才不会与我们失去联系。

拥有中继卫星技术的国家和地区有:中国、美国、俄罗斯、欧洲、日本,但是能够实现全球通讯覆盖的国家只有两个,中国和美国。

月球背面有着极大的太空科研价值,不好意思,此次我们先人一步!

众所周知,未来新型能源很可能就来自于太空中,比如在月球上,太空就像一块大蛋糕,人类制定的规则就是,谁先上去勘测到资源并且能够开发出来,那么你就可以利用。

而且月球也将是人类探索更远外太空的中转站。


科学船坞


首先,别的不说,中国航天器的名字真的都美的都不像话。从前有玉兔、嫦娥、墨子...然后这颗卫星叫鹊桥~


由于月球的自转和公转周期想到,导致月球永远只有以免对着地球,我们在地球上永远没有办法直接看到月球的背面。而“鹊桥”号中继星,这颗卫星将搭起地球和月球之间通信的桥梁。



所以这在我国航天工业是怎样的存在呢?对于月球,人类已经进行了各种探测,环绕轨道、软着陆、又或者是月球车这些都是人类一直在不断实现的,但是!月球的背面始终是着陆和探测的处女地,也就是说不好意思,这次我们又领先了。


那么具体来说中继星又是什么,他有何特殊能力呢?


首先,目前拥有中继卫星技术的国家有:中国、美国、俄罗斯、日本、欧洲的几个国家,但是能够实现全球通讯覆盖的国家只有两个:中国和美国。中继卫星属于通信卫星,被称为“卫星的卫星”,因为它们的任务是为卫星、飞船等航天器传输数据。

而真正要实现世界上首次月球背面软着陆的是嫦娥四号,鹊桥号只是为软着陆做一个准备,同时也是人类第一个地月L2晕轨道的中继星,将首次实现月球背面和地面站之间的遥测通信。


除了为嫦娥四号提供通信中继以外,鹊桥号还有自己的探测使命。就是携带荷兰-中国低频探测器(NCLE),探测来自于早期宇宙的低频射电辐射。然后NCLE将展开各种的天文试验,包括绘制全天射电图、检测太阳风暴、射电脉冲,最终还会尝试探测大爆炸后宇宙中出现的第一束光。听起来很酷炫。


最后,希望,身为先遣部队的鹊桥,此行一路顺利~


路人甲


不是专业人士,只能说自己的感觉。

评价中国航天,一般人会举出两个极端的标志,一是2020年将会组装成功的天宫太空站,以及现在还在天上的天宫2天空试验室。二是日本的H2火箭。

这两个都是事实,天宫太空站虽然没上天但已经在地面组装测试过了。而且天宫2号天空实验室还在天上,这是无法质疑的事实。同样,长征五号的YF77,50吨氢氧发动机,不仅推力比H2小H2是100吨,而且循环方式也落后。YF77和YF100是高压补燃循环,而H2使用的是燃气发生器循环。这也是事实,但是还有一个事实大家忽略了,日本火箭发动机技术是买的德尔塔火箭的技术,而YF77是中国自研的。当然YF100液氧煤油火箭发动机还是参考了前苏联的RD120,因为还没有研制过煤油火箭。但RD120真空推力84.7吨,YF100是120吨。从对长九的预研来看,240吨的煤油火箭发动机已经研制成功了,这个是验证机,2016年8月1日480吨的煤油火箭发动机进行了第一次发生器与涡轮泵的联调。220吨的氢氧发动机也开始研制了。反观日本,买来的先进,并没有进一步的发展,虽然日本是亚洲第一个发射火星探测器成功的,我国搭载俄罗斯火箭发射的火星探测器失败了。

从未来看,拥有重型火箭(长九,美国土星五号,俄能源号)技术的国家才能算是一流航天大国。长九已经于4月正式立项。


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