5月21日5時28分,我國在西昌衛星發射中心用長征四號丙運載火箭,成功將探月工程嫦娥四號任務鵲橋號中繼星發射升空。
鵲橋號中繼星,是世界首顆運行於地月拉格朗日L2點的通信衛星。它將為年底擇機實施的嫦娥四號月球探測任務,提供地月間的中繼通信。
作為地球唯一天然衛星,月球陪伴地球已經超過45億年。月球對地球的地軸指向、自轉穩定、週期潮汐、夜晚照明等意義巨大。可以說,離開了月球,地球根本不會是今天這種光景。
但是,對於這個親密夥伴,身處地球的人類卻永遠只能看到月球的“一面”。
月球的背面到底如何?對月球背面探測這一世界難題,中國給出了怎樣的解決方案?為什麼發射嫦娥四號之前,要先架“鵲橋”……
答題前,先來大開眼界
看一段精彩的“鵲橋”飛天之旅
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Q1.
人類永遠只能看到月球的“一面”?
在“地月”密切的夥伴關係中,由於地球強大引力的影響,月球付出了很大的代價——月球的自轉週期因為地球而減慢,這就是潮汐鎖定。
在這種效應下,身處地球的人類基本永遠只看到月球的“正面” ,只能在特定條件下看到月球“背面”一小部分,總體來看,人類是無法看全月球背面的。
人類在地球上永遠只能看到的月球正面(左)
和看不全的背面(右)
即便到了載人航天時代,由於月球整體的阻攔,背面也是地面通信的禁區。
在過去的60年內,人類已經發射了超過百個月球探測器,其中有65個月球著陸器,但
僅有少數航天器看到過月球背面,沒有任何一個能夠實現月球背面的著陸。因此,人類關於月球背面的陰謀論和謠言甚囂塵上,外星人基地、納粹殘餘、月球人家園……這些想象甚至廣泛出現在各種科幻作品中。月球背面甚至得名“月之暗面”。
為實現月球背面的探測、登陸與研究,就必須把信號傳遞到那裡。現在這個方案就是中國嫦娥四號登陸信號中繼星,
人類歷史上首個,妥妥的。Q2.
信號中繼衛星,是什麼?
鵲橋號中繼星,將為前往月球背面的嫦娥四號著陸器和月球車,提供通信服務。
載人飛船環繞地球運行時,90分鐘左右就能繞地球一週,如果到地球背面時,該怎麼聯繫呢?方案可以有三種:
1、全球佈網測控站,但受制於海洋無法建站等因素。
2、建立移動測控站,比如使用測量船,但每次都航行到地球另一側不現實。
3、在太空中建立信號中繼衛星網絡,與地球自轉同步,只要3-4顆足夠覆蓋全球,不過技術難度很高。
這第3種就是信號中繼衛星啦。它們的功能就是接收、加工、轉發其他衛星的信息,換句話說就是:衛星的衛星。
擁有這個技術的國家和地區有美國、俄羅斯、歐洲、中國、日本,但目前處在完整工作狀態下的中繼衛星通訊系統中,僅有美國和中國能夠實現全球覆蓋。
舉個例子。2003年,中國航天第一人楊利偉進入太空,彼時他只能在飛到中國附近衛星測控站時才能與地球聯繫,一次通話大概5分鐘就必須結束。
而到了2013年,神舟十號上,王亞平就已能在太空中實現51分鐘的太空授課,期間飛船繞了地球大半圈。到了神舟十一號時,景海鵬和陳冬已能看地面電視直播了。
他們依賴的就是我國覆蓋全球的四顆信號中繼衛星——天鏈一號。
Q3.
鵲橋中繼衛星
2018年底,嫦娥四號將按計劃抵達月球背面。那時,這個鵲橋“天眼”將會執行任務的指令發送、信號中繼、數據下載等功能,成為鏈接地球與月球的“鵲橋”。
嗯哼~中國製造,既是照亮月球背面的“天眼”,又是鏈接地球月球的“鵲橋”,祝嫦娥四號任務一切順利!(本文編輯自:人民日報、科普中國、蝌蚪五線譜)
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