关键词：中继星 拉格朗日2点 晕轨道
在谈及嫦娥四号的时候，总有一些不那么好懂的专业名词，比如上面提到的这三个。所以，在这里，科教授用比较专业的说法来解释一下。当然，如果你还觉得不明白也没有关系，在《飞向月球》第四集《月球背面》当中，有更为通俗的解释。
嫦娥四号被赋予实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察这一全新任务，在工程目标方面，任务锁定两个国际首次：首次实现月球背面软着陆和巡视勘察；首次实现中继星在地月L2点，对地对月的测控、数传中继。
那么地月L2点到底在哪里，中继星鹊桥为什么把它作为“桥址”？
天文学上的拉格朗日点简称L点，是三体问题中的引力驻点。
自从牛顿提出万有引力定律以来，天文学家就有了强大的工具，来预测天体运行规律；在1767年，大数学家欧拉发现三体问题中的3个限制性特解L1、L2和L3；1772年，欧拉的学生拉格朗日，又发现三体问题中的两个限制性特解L4和L5。
位于这五个点的小天体，会达到引力平衡状态。也就是说，L点就是一个小物体在两大物体的引力作用下，小物体相对于它们基本保持静止的空间点。在拉格朗日点上，飞行器则既能保持相对稳定的位置，还能消耗很少的燃料实现长期驻留。
现在看看地月间的五个拉格朗日点情况：
L1
位于月球和地球之间，距离月球6.5万公里，可以理解为月球引力和地球引力相互抵消的点，该处的飞行器无法在水平位置保持自平衡，稍受扰动就会偏向其中一方；
L2
位于月球背面一侧，距离月球6.5万公里，该处附近的飞行器无法保持自平衡，飞行器需要围绕L2点绕行，从而达到动态平衡；
L3
位于地球背向月球一侧，比月球轨道（38万公里）稍微小一点，该处的飞行器无法保持自平衡；
L4、L5
对称的两个点，每个点与地球、月球都构成等边三角形，这两个拉格朗日点属于自平衡点，该处的飞行器就算受到一定的扰动，也能主动回到平衡点。
为什么选择L2点作为鹊桥的“地址”？图中可以看出，L2点在月球背面。
但是，因为月球的遮挡，在L2点是看不到地球的，要建立中继通信必须要满足同时能够看到地球和月球。另外，飞行器在同一直线上的平衡点（L1和L2拉格朗日点）实际上是动态不稳定的，扰动将使飞行器离平衡位置越来越远。因此在L1和L2点附近的航天器必须靠自身的推进系统来进行轨道维持。因此中继星仅仅停在L2点是不行的，它需要在围绕L2点的轨道上运行。
中继星鹊桥选择什么样的绕行轨道，实现我们与落在月背的嫦娥四号的实时通讯的呢？
在嫦娥二号的拓展实验中，曾经在日地拉格朗日2点进行过半年的观测。当时采用的是李萨茹轨道。而此次是将晕轨道选为鹊桥中继星使命轨道。这样，鹊桥才能跟在月球背面登陆的嫦娥四号探测器，月球车建立通信，也可以和地面通信，从而成为连接地月的桥接通信卫星。
说起“晕轨道”大家还以为是晕头转向的晕。其实这个“晕”字借自日晕、月晕，读去声，是光晕的“晕“，英文是Halo轨道。晕轨道形状不同于地球卫星的椭圆轨道，而是三维非规则曲线，轨道控制非常复杂。“鹊桥”中继星围绕L2点，做拟周期运动，同时通过定期的轨道控制，保持轨道的稳定性，实现月球背面与地面的实时通信。
健康提示：请出门戴口罩、勤洗手、多通风，少去人群密集处。
《飞向月球》
播出时间：5月1日-5月5日 23:40
监制 / 闫东 主编 / 刘铭 黄丽君
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