“鹊桥”中继星成功发射,它如何实现对月球背面的实时联系?

刘晓亮

由于长期的潮汐作用,月球早已经被潮汐锁定,它的自转角速度刚好等同于它的公转角速度,这使得我们在地球上无法看到月球的背面。与此同时,这也为探测器登陆月球表面造成了巨大的困难。当年美国阿波罗载人登月飞船在绕飞月球时,每次飞到月球背面都会与地球失去短暂的联系。

如果我国的嫦娥四号要在月球背面登陆(目前还从未有探测器在那里着陆),并且实现与地球的实时通信,就必须要有一颗中继卫星,这就是鹊桥中继卫星的作用。鹊桥号作为地球和月球背面的桥梁,它不会被月球挡住,它既能月球背面实时通信,又能与地面控制中心实时通信。这颗卫星的位置很特别,它与地球和月球的相对位置保持固定,这个位置被称为地月第二拉格朗日点(L2)。

地月第二拉格朗日点在地球和月球的连线上,并且是在月球的那一侧,距离月球大约6.5万公里。这个点是地月系的5个引力平衡点之一,人造卫星在这里可以保持相对固定。不过,由于第二拉格朗日点是不稳定的,探测器无法长期驻留于此。对于这样的情况,可以让探测器在某条轨道上环绕该点运动。这样做所需的燃料很少,可以实现长期驻留。按计划,鹊桥中继卫星将以半径为3500公里的轨道环绕地月第二拉格朗日点运动,并且这个轨道平面与地月连线相垂直。

只要鹊桥中继卫星运行在地月第二拉格朗日点,它将不会被月球阻挡。届时,月球背面的嫦娥四号可以发送信号给鹊桥中继卫星,然后再由鹊桥号把信号传回地面控制中心。同样地,地面控制中心也可以经由鹊桥号把信号传送给嫦娥四号。


火星一号