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5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”

2022-05-21 17:38:21 来源:央视新闻
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提起“鹊桥”,大多数人会想到牛郎和织女的爱情故事。为了让牛郎和织女相会,各地喜鹊用身体搭成一座桥——鹊桥,牛郎和织女便在鹊桥上相会。承载着浪漫美好寓意的“鹊桥”中继卫星在四年前的今天,随着01指挥员张光斌点火口令的下达,长征四号丙运载火箭托举着卫星在2018年5月21日5时28分,一个象征喜结良缘的日子里奔赴太空。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

四年地月传书,让月背与地球不再“没有服务区”。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

由于地球和月球存在潮汐锁定,月球的自转周期和公转周期完全相同,数百万年来,人类都只能看到月球的“正脸”,在嫦娥四号在月球背面软着陆之前,月背就如同一个待字闺中小姑娘,从不轻易示人。

这是因为一旦航天器登陆月球背面,信号就会被月球所遮挡,如果没有中间的“联系人”,地球和航天器就无法取得联系,这就像两个人“隔山喊话”无法相互听到。这时候,“鹊桥”中继星就能派上传球手的作用了。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

“鹊桥”张开4.2米“巨伞”后,意味着人类深空探测器历史上最大口径的太空通信天线,在40多万公里星际通信链路中开始正常工作了。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

除了“巨伞”,“鹊桥”中继星还有一面超高清“反光镜”——激光角反射器。地球观测站发出的激光波束可以准确找到40多万公里外高速飞行的“鹊桥”,通过发送、接收的时间差,计算出星地距离。这是人类历史上最远距离的激光测距试验。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

与同样作为中继星的天链一号相比,“鹊桥”中继星有一个最大的不同点:它可以进行数据的再生转发。即先对数据进行“解码”“去格式”“复接”“编码”,然后再发送。相对于天链一号对数据保持原汁原味,“鹊桥”中继星实现了全面升级。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

鹊桥中继星低频射电天线监视相机拍摄的地月合影

200多年前,欧洲科学家欧拉和拉格朗计算出拉格朗日L1-L5点,部署在这5个点的小卫星或小天体,相对两个大天体基本保持静止,这也是航天人一直追求的地月引力平衡点。200多年后,中国航天人选择了一个“有趣”的点位——地月拉格朗日L2点,做Halo轨道飞行为“嫦娥奔月”架起一座“鹊桥”。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”

之所以选择地月拉格朗日L2点,主要有三点考虑:

(一)这个点处于地球和月球两点连线的延长线上,且在月球一侧。在这里,“鹊桥”有机会和地球、月球背面进行信息和数据交换;

(二)光照条件好,航天器很少被地球或月球遮挡;

(三)受地球和月球的影响小,中继星长期运行所需轨道维持量较小,能节省燃料。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

“鹊桥”中继星在Halo轨道上运行,就像一个调皮的孩子,只要一段时间不关注他就可能会“离家出走”,为了看好这个调皮的“孩子”地面的飞控“家长们”专门定制了光纤陀螺惯性测量单元,大大提升其轨道控制能力。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”

同时,“鹊桥”具备在1000m/s高速在轨飞行过程中,速度控制精度误差不大于0.02m/s的本领,可以说是“在高速奔跑中还可以稳稳地做微雕”。这一“自主可控、毫厘不差”的能耐为中继星安全、长期、稳定在轨运行打下基础。

5.21,“鹊桥”中继卫星让月背与地球不再“没有服务区”     

目前,“鹊桥”中继星在轨运行稳定,各分系统设备工作状态良好,我们期待它传回更多探测数据取得更丰硕的科学成果。

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