這是什麼“魔法”?中國人讓月球背面第一次有信號了

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。


這是世界首顆運行於地月拉格朗日L2點(簡稱地月L2點)的通信衛星,將為2018年底擇機實施的嫦娥四號月球背面軟著陸探測任務提供地月間的中繼通信。

嫦娥四號中繼星“鵲橋”的飛天之旅

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火箭起飛

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星箭分離

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喜鵲開屏

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奔向月球

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運行於Halo軌道

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開展通信中繼和科學技術試驗

支持著陸器/巡視器組合體

在著陸時與地面建立上下行通信鏈路

這是什麼“魔法”?中國人讓月球背面第一次有信號了

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“鵲橋”出征,呼喚嫦娥!

月球是地球唯一的天然衛星,陪伴地球已經超過45億年。它對地球地軸指向、自轉穩定、週期潮汐、夜晚照明等有著巨大意義。可以說,離開了月球,地球根本不會是今天這種光景。

人類永遠只能看到月球的“一面”

由於地球強大引力的影響,月球也付出了很大代價:地球將月球的自轉週期減慢(與圍繞地球公轉週期完全一樣),也就是潮汐鎖定。

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,人類無法看全月球背面的。

這是什麼“魔法”?中國人讓月球背面第一次有信號了

即便到了載人航天時代,由於月球整體的阻攔,背面成了地面通信的禁區。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,這些甚至廣泛出現在各種科幻作品中,各種演繹充滿想象力。月球背面甚至得名“月之暗面”(儘管實際上背面也能被太陽照到,只是人類看不到而已)。

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。

信號中繼衛星,是什麼?

那麼,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?

主要有三種方案:

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。

第三種就是信號中繼衛星,它們的功能就是接收、加工、轉發其他衛星的信息,換句話說:“衛星的衛星”。擁有這個技術的國家/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。

這是什麼“魔法”?中國人讓月球背面第一次有信號了

王亞平授課是通過天鏈一號系統(圖片改編自中新網)

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。

為了嫦娥四號

咱也送一顆中繼衛星去月球!

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”。

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”,預祝嫦娥四號任務一切順利!


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