中国航天界有一个宝贝,美国科学家都开口想要借用,它就是嫦娥四号任务中的中继通信卫星——鹊桥。
不同于神话传说中,牛郎织女相会时只搭建一天的“鹊桥”,我国这个实实在在的“鹊桥”于2018年5月21日发射进入太空,至今已整整两年。
“鹊桥”中继星体重不到425kg,装载有伞状抛物面天线、测控天线和数传天线三类低频射电天线。其中,伞状天线展开直径达4.2米,是人类深空探测史上口径最大的通信天线,负责与月面航天器的测控通信任务。它还搭载有国际合作的有效载荷,来自荷兰的低频射电探测仪,试验性探测来自太阳系及银河系的射电辐射。
那么它有何特殊之处,让美国人开口求借用呢?
“鹊桥”的微卫星“龙江二号”拍摄地球有了它,登陆月背成为可能
由于月球有一面总是背对着地球,所以我们抬头望月的时候总是看的同一面。而当航天器运行到月球背面时,地球和航天器的测控通信和数据传输又会被月球阻断,受此困扰,此前世界各国都未曾涉足月球背面。
嫦娥四号要想实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测,首先就要解决月球遮挡的问题。为了解决这个难题,人们必须建立一座崭新的连接地球和月背的“通信基站”,经过专家们反复论证,最终决定在环绕地月拉格朗日L2点的Halo轨道上放置一颗中继星。地月拉格朗日L2点是地月系统中的5个平动点之一,位于地球至月球连线的延长线上,与地球、月球的位置相对固定。由于平动点特殊的动力学特性和在三体问题中相对固定的几何位置,决定了它在停泊中转、中继通信、天文观测、星际转移等深空探测任务中,具备良好的工程应用价值。
中继星示意图
“鹊桥”中继星是我国首颗、也是世界首颗地球轨道外专用中继卫星。2018年5月21日发射后,在地面控制下,完成了地月转移、月球借力转向、Halo轨道捕获等关键控制,成功实现了环绕Halo轨道的飞行,在完成在轨精度和指向测试后,具备了实现地面深空站和月球背面数据中继的能力。架起了“鹊桥”这座通信桥梁,中国的月背软着陆最终从美好的设想变为了现实。
Halo轨道捕获过程示意图
因为它,美国开口想借用
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