人類邁出航天器月背登陸第一步

      5月21日5時(shí)28分，由中國(guó)航天科技集團(tuán)研制的探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)中繼星“鵲橋”從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，邁出了我國(guó)月球背面著陸與探測(cè)的第一步。 
 

從國(guó)防科工局獲悉，執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭在飛行25分鐘后，按計(jì)劃將“鵲橋”直接送入近地點(diǎn)高度200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度40萬(wàn)公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，衛(wèi)星太陽(yáng)翼和中繼通信天線正常展開(kāi)。后續(xù)，該衛(wèi)星將經(jīng)過(guò)中途修正、近月制動(dòng)和月球借力，最終進(jìn)入使命軌道，為年底擇機(jī)實(shí)施的嫦娥四號(hào)月球探測(cè)任務(wù)提供中繼通信。
 

“中繼衛(wèi)星是實(shí)施嫦娥四號(hào)任務(wù)的前提，關(guān)系到整個(gè)任務(wù)的成敗。”航天科技集團(tuán)五院黨委書記趙小津曾向科技日?qǐng)?bào)記者表示。記者從五院了解到，在完成使命的同時(shí)，“鵲橋”將向人類航天史上的多項(xiàng)紀(jì)錄發(fā)起沖擊。
 

嫦娥四號(hào)任務(wù)將是人類首次進(jìn)行月球背面著陸探測(cè)。由于月球自轉(zhuǎn)周期與繞地球公轉(zhuǎn)周期相同，所以總有一面背對(duì)著地球。著陸在月球背面的探測(cè)器受到月球自身遮擋，無(wú)法直接與地球進(jìn)行測(cè)控通信和數(shù)據(jù)傳輸。為此我國(guó)決定發(fā)射國(guó)內(nèi)首顆地球軌道外專用中繼通信衛(wèi)星，作為嫦娥四號(hào)探測(cè)器與地球之間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站。
 

“鵲橋”的使命軌道是地月拉格朗日2點(diǎn)暈軌道。拉格朗日2點(diǎn)是衛(wèi)星相對(duì)于地球和月球基本保持靜止的一個(gè)空間點(diǎn)，地月拉格朗日2點(diǎn)暈軌道是一個(gè)形狀為非共面的三維不規(guī)則曲線。這是人類航天器首次涉足該軌道。在這一軌道上做周期運(yùn)行，衛(wèi)星與地面的通信將不受月球遮擋，可實(shí)現(xiàn)對(duì)嫦娥四號(hào)著陸器和巡視器的中繼通信覆蓋。

      深空探測(cè)任務(wù)中，最難的是如何建立可靠的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信鏈路，這是世界各國(guó)都在致力攻克的關(guān)鍵核心技術(shù)。“鵲橋”裝載有傘狀拋物面天線、測(cè)控天線和數(shù)傳天線三類低頻射電天線。其中，傘狀天線展開(kāi)直徑達(dá)4.2米，是人類深空探測(cè)史上口徑最大的通信天線。它將直接指向月球，與嫦娥四號(hào)探測(cè)器對(duì)接，不僅要將地面的測(cè)控指令說(shuō)給探測(cè)器聽(tīng)，還要聽(tīng)清楚探測(cè)器要對(duì)地球說(shuō)些啥。

      這把“傘”在投入工作前，先經(jīng)受了一次嚴(yán)酷的考驗(yàn)。“鵲橋”與火箭分離后，在太空中經(jīng)歷了一段沒(méi)有光照的陰影區(qū)，最冷時(shí)溫度達(dá)到零下230攝氏度?？萍既藛T開(kāi)展了大量力學(xué)、熱學(xué)試驗(yàn)，確保傘狀天線能從“凍僵”狀態(tài)下恢復(fù)，順利展開(kāi)。

     “鵲橋”要提供中繼服務(wù)，中繼通信分系統(tǒng)是最核心的部分。記者從五院西安分院了解到，該系統(tǒng)在地、月、星之間建立了三條鏈路——對(duì)月前向鏈路、對(duì)月反向鏈路以及對(duì)地?cái)?shù)傳鏈路。這三條鏈路將能實(shí)現(xiàn)“鵲橋”與嫦娥四號(hào)探測(cè)器的雙向通信，以及與地面的雙向通信。