发射嫦娥四号中继星“鹊桥”只是一小步 未来太空探索还要迈更大步

发布:教育 时间:2018-05-28 15:23

有个神话故事国人从小就耳熟能详: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,让牛郎和织女在桥上相会,此桥就叫做鹊桥。这个民间传说中的“鹊桥”有着美好的寓意,几天前我国研制并成功发射的第一颗月球中继星被命名为“鹊桥”,也借此寓意,在太空中架起了一座地月信息联通的“天桥”。目前,嫦娥四号中继星“鹊桥”已经进入了近月点,在这里,它将接受来自地面的信号进行一系列动作。

发射嫦娥四号中继星“鹊桥”只是一小步 未来太空探索还要迈更大步

资料图?嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空

嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空后,由火箭送入了近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道。期间经过数次中途修正,“鹊桥”到达距离月面高度约100公里的近月点。经过近月点制动后,在其后约21天的时间内,“鹊桥”将进行2次中途修正和3次捕获控制,进入Z向振幅约1.3万公里绕地月拉格朗日L2点的“晕轨道”。

“晕轨道”的“晕”字借自日晕和月晕,这个轨道形状是非共面的三维非规则曲线,不同于地球卫星的椭圆轨道,轨道控制非常复杂。“鹊桥”将在这个轨道进行在轨测试,验证充分后,正式进入任务状态。

拉格朗日点又称为平动点,于1772年由法国数学家拉格朗日推算得出,是指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。该空间点有五个,分别为L1、L2、L3、L4、L5。在拉格朗日点上,探测器消耗很少的燃料即可长期驻留。将 “鹊桥”中继星布置在L2 点上,既能“看到”月球背面,也能“看到”地球,可以将嫦娥四号着陆器和巡视器获取的科学数据传回地球,并通过中继提供嫦娥四号软着陆及月面工作期间的测控支持,同时L2点各方面引力基本平衡,对于卫星节能以及轨道控制非常有利。

按照计划,“鹊桥”中继星将在年底等到前来月球背面执行探测任务的嫦娥四号着陆器和巡视器。到时候,作为世界上首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星,“鹊桥”将提供中继通信服务,为地球和月球搭建一条跨越40多万公里的通信“桥梁”,也就是说,有了“鹊桥”,未来,在月球背面会连上地球的“WiFi”。

嫦娥四号探月是在全球广受瞩目的航天任务,《自然》杂志网站列出的今年最值得期待的科技事件中,就有嫦娥四号任务。

嫦娥四号任务是人类首个在月球背面进行的着陆和巡视探测任务,采用“月球背面软着陆巡视+地月L2点中继通信”的技术方案。

“鹊桥”是嫦娥四号任务两次发射的第一次任务,中继星稳定运行后,会执行第二次任务--发射嫦娥四号着陆器、巡视器组合体。组合体软着陆到月球背面南极艾特肯盆地,通过中继星与地球进行中继通信。组合体计划于今年下半年发射,抵达月球背面。

在月球背面,靠近月球南极的艾特肯盆地是一座巨大的撞击陨石坑,也是太阳系已知的最大撞击坑之一。它的直径大约2600公里,深度15公里,几乎是珠穆拉玛峰高度的2倍。不仅坑深,而且还有大量环形山,复杂地形为嫦娥四号着陆带来更多困难。用探月工程总设计师吴伟仁院士的话来讲:“嫦娥三号相当于在华北平原着陆,而嫦娥四号则相当于在崇山峻岭的云贵川地区着陆。”

嫦娥四号着陆后,将开展月基低频射电天文、月球背面巡视区形貌和矿物组份、巡视区浅层结构等科学探测与研究,预期将可获得一批原创性科学成果。

据悉,我国月球探测发展战略包括探月、登月、驻月三个阶段,也就是不载人探月阶段、载人登月阶段和建立月球基地、进驻月球基地进行研究开发阶段。目前,我国探月工程三步走计划已完成“绕”和“落”。嫦娥四号之后,计划于明年发射的嫦娥五号将开展月球采样返回任务。有专家提出,如果嫦娥四号在月球背面发现有价值的线索,还可以让嫦娥五号的备份--嫦娥六号去月球背面采样返回。

有消息称,目前有关方面已经开始了探月四期工程的规划,未来探月工程将开展月球科研站的建设。月球科研站将是能源长期供给、自主运行、无人值守的月面基础设施,先由智能机器人操作,不断组装扩大,为载人登月奠定基础。未来,月球基地既可以开展科学试验,也可以作为深空探测的中转站。

(原标题:“鹊桥”只是一小步 未来还要迈更大步)

编辑:TF003

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