央广网

中继星“鹊桥”发射成功建立地月通信 嫦娥四号年底“奔月”

2018-05-21 11:59:00来源:东方网

  今天凌晨5时28分,长征四号运载火箭在西昌卫星发射中心以一箭三星方式成功将“鹊桥”和“龙江一号”“龙江二号”送入了预定轨道,此次发射标志着我国“探月工程”建设再次取得重要突破。

  图片说明:“鹊桥”月球中继卫星示意图

  “鹊桥”是嫦娥四号中继卫星,也是嫦娥四号月球背面着陆和巡视探测任务的重要组成部分,发射后,它将运行在环绕地月L2平动点(又称地月拉格朗日L2点)的任务轨道,为嫦娥四号探测器提供地月中继通信支持。而此次发射所搭载的“龙江一号”“龙江二号”则为哈尔滨工业大学研制的月球轨道编队超长波天文观测微卫星。

  “嫦娥”奔月先架“鹊桥”

  图片说明:月球背面(左)与正面(右)

  由于月球自转周期与公转周期一致,其面向地球的一面始终不变,因此登陆月球背面需要中继卫星的支持。“鹊桥”中继卫星的主要功能就建立地面与嫦娥四号的通信。中继卫星也被称为“卫星的卫星”,可为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务,极大提高各类卫星使用效益和应急能力,能使资源卫星、环境卫星等数据实时下传。

  图片说明:地月系统拉格朗日点示意图。黄色圆点“地球”所在位置,右侧灰色圆为“月球”所在位置,L2为中继卫星“鹊桥”预定到达的位置

  “鹊桥”发射后预定进发的位置为“地月系统拉格朗日-2点”(简称地月L2点),这个点位于地球和月球两点连线的延长线上,在月球背对地球的一侧。“鹊桥”架设在该点上既可以同时与地球和月球背面进行信息和数据交换,即完成“中继”任务,又因为受地月引力作用平衡而保持相对稳定状态,从而节省卫星燃料,有利于对其进行轨道控制。

  “鹊桥”中继卫星不仅可以将嫦娥四号着陆器和巡视器获取的科学数据传回地球,以及通过中继提供嫦娥四号软着陆及月面工作期间的测控支持。同时,它还将携带一些试验载荷,开展科学探测和新技术试验。

  其实在“鹊桥”之前,我国已经成功发射过四颗中继卫星。

  2008年4月25日,我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭发射成功。

  2011年7月11日,我国成功发射天链一号02星。02星主要用于中国神舟载人飞船及载人航天器提供数据中继和测控服务。

  2012年7月25日,“天链一号03星”顺利发射升空。“天链一号03星”是中国发射的第三颗地球同步轨道数据中继卫星,成功发射后,实现“天链一号”卫星全球组网运行,标志着中国第一代中继卫星系统正式建成。

  2016年11月22日,天链一号04星送入太空。

  嫦娥四号预计今年年底“探月”

  图片说明:嫦娥四号通过中继卫星“鹊桥”的通信支持,在月球背面进行科考(假想图)

  嫦娥三号在2013年成功登陆月球并释放了玉兔号月球车。在嫦娥三号取得成功后,嫦娥四号计划在月球的背面软着陆,这也将是人类首次月球背面着陆探测。

  预计嫦娥四号将在今年年底前由长征3B火箭发射升空。嫦娥四号抵达月球背面后,将开展月基低频射电天文、月球背面巡视区形貌和矿物组份、巡视区浅层结构等科学探测与研究,由于在月球背面探测,可以屏蔽地球辐射,可以对深空进行探测,真实的反映宇宙的一些信息,嫦娥四号将有可能获得一批原创性的科学成果。

  据了解,除了中国探测任务,嫦娥四号还将执行“全球任务”。目前已确定将搭载荷兰低射频电探测仪、德国月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典中性原子探测仪和沙特月球小型光学成像探测仪4台国际合作科学载荷。

  “上海制造”长四丙火箭助力“鹊桥”连地月

  图片说明:长征四号丙运载火箭成功将“鹊桥”顺利送入地月转移轨道(摄影:张阳)

  此次发射,上海航天技术研究院(中国航天科技集团公司第八研究院)抓总研制的长征四号丙运载火箭成功将“鹊桥”顺利送入地月转移轨道。这是长征四号系列火箭在西昌卫星发射中心的首次发射,也是长征四号丙火箭两个月来在三个基地的第四次发射。

  长四系列火箭作为一款常温推进剂的三级运载火箭,承担了我国大部分太阳同步轨道卫星发射任务,算上本次发射,已经圆满完成了56次发射任务,先后将80余颗卫星顺利送上太空。长四丙火箭总指挥樊宏湍说,这次发射是八院运载火箭首次参与探月工程。同时也成为了国内唯一一型在酒泉、太原、西昌三个内陆发射场完成发射任务的三级运载火箭。

  图片说明:长四火箭团队(摄影:张阳)

  据了解,长四火箭作为常温推进剂火箭,发射时推进剂需保持在15摄氏度,然而5月的西昌基地气温维持在25度上下,火箭三级储箱体积小,加注后的推进剂温度容易受到环境温度影响。面对高温环境和探月任务多窗口发射要求,试验队提早策划了推进剂提前调温、应急泄出和补加等一系列预案,确保了最终发射的成功。

  图片来源:中国航天科技集团

编辑: 韩晓余

中继星“鹊桥”发射成功建立地月通信

中继星“鹊桥”发射成功建立地月通信 嫦娥四号年底“奔月”,2008年4月25日,我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭发射成功。图片说明:嫦娥四号通过中继卫星“鹊桥”的通信支持,在月球背面进行科考(假想图)  嫦娥三号在2013年成功登陆月球并释放了玉兔号月球车。