關鍵詞：中繼星 拉格朗日2點 暈軌道
在談及嫦娥四號的時候，總有一些不那麼好懂的專業名詞，比如上面提到的這三個。所以，在這裡，科教授用比較專業的說法來解釋一下。當然，如果你還覺得不明白也沒有關係，在《飛向月球》第四集《月球背面》當中，有更為通俗的解釋。
嫦娥四號被賦予實現人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察這一全新任務，在工程目標方面，任務鎖定兩個國際首次：首次實現月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實現中繼星在地月L2點，對地對月的測控、數傳中繼。
那麼地月L2點到底在哪裡，中繼星鵲橋為什麼把它作為“橋址”？
天文學上的拉格朗日點簡稱L點，是三體問題中的引力駐點。
自從牛頓提出萬有引力定律以來，天文學家就有了強大的工具，來預測天體運行規律；在1767年，大數學家歐拉發現三體問題中的3個限制性特解L1、L2和L3；1772年，歐拉的學生拉格朗日，又發現三體問題中的兩個限制性特解L4和L5。
位於這五個點的小天體，會達到引力平衡狀態。也就是說，L點就是一個小物體在兩大物體的引力作用下，小物體相對於它們基本保持靜止的空間點。在拉格朗日點上，飛行器則既能保持相對穩定的位置，還能消耗很少的燃料實現長期駐留。
現在看看地月間的五個拉格朗日點情況：
L1
位於月球和地球之間，距離月球6.5萬公里，可以理解為月球引力和地球引力相互抵消的點，該處的飛行器無法在水平位置保持自平衡，稍受擾動就會偏向其中一方；
L2
位於月球背面一側，距離月球6.5萬公里，該處附近的飛行器無法保持自平衡，飛行器需要圍繞L2點繞行，從而達到動態平衡；
L3
位於地球背向月球一側，比月球軌道（38萬公里）稍微小一點，該處的飛行器無法保持自平衡；
L4、L5
對稱的兩個點，每個點與地球、月球都構成等邊三角形，這兩個拉格朗日點屬於自平衡點，該處的飛行器就算受到一定的擾動，也能主動回到平衡點。
為什麼選擇L2點作為鵲橋的“地址”？圖中可以看出，L2點在月球背面。
但是，因為月球的遮擋，在L2點是看不到地球的，要建立中繼通信必須要滿足同時能夠看到地球和月球。另外，飛行器在同一直線上的平衡點（L1和L2拉格朗日點）實際上是動態不穩定的，擾動將使飛行器離平衡位置越來越遠。因此在L1和L2點附近的航天器必須靠自身的推進系統來進行軌道維持。因此中繼星僅僅停在L2點是不行的，它需要在圍繞L2點的軌道上運行。
中繼星鵲橋選擇什麼樣的繞行軌道，實現我們與落在月背的嫦娥四號的實時通訊的呢？
在嫦娥二號的拓展實驗中，曾經在日地拉格朗日2點進行過半年的觀測。當時採用的是李薩茹軌道。而此次是將暈軌道選為鵲橋中繼星使命軌道。這樣，鵲橋才能跟在月球背面登陸的嫦娥四號探測器，月球車建立通信，也可以和地面通信，從而成為連接地月的橋接通信衛星。
說起“暈軌道”大家還以為是暈頭轉向的暈。其實這個“暈”字借自日暈、月暈，讀去聲，是光暈的“暈“，英文是Halo軌道。暈軌道形狀不同於地球衛星的橢圓軌道，而是三維非規則曲線，軌道控制非常複雜。“鵲橋”中繼星圍繞L2點，做擬週期運動，同時通過定期的軌道控制，保持軌道的穩定性，實現月球背面與地面的實時通信。
健康提示：請出門戴口罩、勤洗手、多通風，少去人群密集處。
《飛向月球》
播出時間：5月1日-5月5日 23:40
監製 / 閆東 主編 / 劉銘 黃麗君
閱讀更多 央視科教 的文章
