5月21日5时28分,我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。
鹊桥号中继星,是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星。它将为年底择机实施的嫦娥四号月球探测任务,提供地月间的中继通信。
作为地球唯一天然卫星,月球陪伴地球已经超过45亿年。月球对地球的地轴指向、自转稳定、周期潮汐、夜晚照明等意义巨大。可以说,离开了月球,地球根本不会是今天这种光景。
但是,对于这个亲密伙伴,身处地球的人类却永远只能看到月球的“一面”。
月球的背面到底如何?对月球背面探测这一世界难题,中国给出了怎样的解决方案?为什么发射嫦娥四号之前,要先架“鹊桥”……
答题前,先来大开眼界
看一段精彩的“鹊桥”飞天之旅
↓↓↓
Q1.
人类永远只能看到月球的“一面”?
在“地月”密切的伙伴关系中,由于地球强大引力的影响,月球付出了很大的代价——月球的自转周期因为地球而减慢,这就是潮汐锁定。
在这种效应下,身处地球的人类基本永远只看到月球的“正面” ,只能在特定条件下看到月球“背面”一小部分,总体来看,人类是无法看全月球背面的。
人类在地球上永远只能看到的月球正面(左)
和看不全的背面(右)
即便到了载人航天时代,由于月球整体的阻拦,背面也是地面通信的禁区。
在过去的60年内,人类已经发射了超过百个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但
仅有少数航天器看到过月球背面,没有任何一个能够实现月球背面的着陆。因此,人类关于月球背面的阴谋论和谣言甚嚣尘上,外星人基地、纳粹残余、月球人家园……这些想象甚至广泛出现在各种科幻作品中。月球背面甚至得名“月之暗面”。
为实现月球背面的探测、登陆与研究,就必须把信号传递到那里。现在这个方案就是中国嫦娥四号登陆信号中继星,
人类历史上首个,妥妥的。Q2.
信号中继卫星,是什么?
鹊桥号中继星,将为前往月球背面的嫦娥四号着陆器和月球车,提供通信服务。
载人飞船环绕地球运行时,90分钟左右就能绕地球一周,如果到地球背面时,该怎么联系呢?方案可以有三种:
1、全球布网测控站,但受制于海洋无法建站等因素。
2、建立移动测控站,比如使用测量船,但每次都航行到地球另一侧不现实。
3、在太空中建立信号中继卫星网络,与地球自转同步,只要3-4颗足够覆盖全球,不过技术难度很高。
这第3种就是信号中继卫星啦。它们的功能就是接收、加工、转发其他卫星的信息,换句话说就是:卫星的卫星。
拥有这个技术的国家和地区有美国、俄罗斯、欧洲、中国、日本,但目前处在完整工作状态下的中继卫星通讯系统中,仅有美国和中国能够实现全球覆盖。
举个例子。2003年,中国航天第一人杨利伟进入太空,彼时他只能在飞到中国附近卫星测控站时才能与地球联系,一次通话大概5分钟就必须结束。
而到了2013年,神舟十号上,王亚平就已能在太空中实现51分钟的太空授课,期间飞船绕了地球大半圈。到了神舟十一号时,景海鹏和陈冬已能看地面电视直播了。
他们依赖的就是我国覆盖全球的四颗信号中继卫星——天链一号。
Q3.
鹊桥中继卫星
2018年底,嫦娥四号将按计划抵达月球背面。那时,这个鹊桥“天眼”将会执行任务的指令发送、信号中继、数据下载等功能,成为链接地球与月球的“鹊桥”。
科普苏州
ID: kepusuzhou
苏式生活,因科学更品质
生活中任何疑惑的、需要科学解答的问题
动动手,加我们!
閱讀更多 科普蘇州 的文章