探月四期工程大幕再啟：鵲橋二號中繼星將建地月新“鵲橋”

封面新聞記者 楊峰

據(jù)國家航天局消息，3月20日8時31分，探月工程四期鵲橋二號中繼星，由長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射升空。鵲橋二號中繼星作為探月四期后續(xù)工程的“關(guān)鍵一環(huán)”，將架設(shè)地月新“鵲橋”，為嫦娥四號、嫦娥六號等任務(wù)提供地月間中繼通信。

長征八號遙三運載火箭飛行24分鐘后，星箭分離，將鵲橋二號中繼星直接送入近地點高度200公里，遠地點高度42萬公里的預(yù)定地月轉(zhuǎn)移軌道，中繼星太陽翼和中繼通信天線相繼正常展開，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。后續(xù)，鵲橋二號將在地面測控支持下，經(jīng)過中途修正、近月制動，進入捕獲軌道；隨后經(jīng)軌道控制后進入調(diào)相軌道，最后進入24小時周期的環(huán)月使命軌道，成為繼“鵲橋”中繼星之后世界第二顆在地球軌道以外的專用中繼星，為嫦娥六號月球采樣任務(wù)提供支持，并接力“鵲橋”中繼星為嫦娥四號提供中繼通信服務(wù)。

本次任務(wù)也是長征八號運載火箭首次奔赴地月轉(zhuǎn)移軌道，執(zhí)行深空發(fā)射任務(wù)。封面新聞記者從抓總研制長征八號的中國運載火箭技術(shù)研究院獲悉，為了服務(wù)這位奔月的“乘客”，連續(xù)3天，長八火箭為鵲橋二號中繼星安排了6條發(fā)射彈道，即使窄窗口發(fā)射，也能確保衛(wèi)星順利啟程。

長征八號遙三運載火箭發(fā)射升空。中國運載火箭技術(shù)研究院供圖。

探月四期工程大幕再啟

自2004年中國首次月球探測工程正式立項以來，中國的探月工程已經(jīng)走過20年，圓滿完成了“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略，為人類月球探索事業(yè)作出了杰出貢獻。

2007年10月24日，中國第一個月球探測器——嫦娥一號順利升空，邁出了“繞月”的第一步。

2013年，嫦娥三號成功實現(xiàn)月面軟著陸并開展月面巡視勘察，實現(xiàn)中國首次對地外天體的直接探測，把玉兔號的足跡刻在了月球上。

2018年，“鵲橋”中繼星發(fā)射，作為世界首顆地球軌道外的專用中繼通信衛(wèi)星，“鵲橋”是實現(xiàn)嫦娥四號月球背面著陸和巡視探測任務(wù)的關(guān)鍵。

2019年1月3日， 嫦娥四號探測器實現(xiàn)國際首次月球背面軟著陸。在“鵲橋”中繼通信的支持下，嫦娥四號著陸器傳回了探測器動力下降過程的遙測數(shù)據(jù)和實時畫面，玉兔二號巡視器與著陸器成功分離后行走至月面，開啟了月球背面探索之旅。至今嫦娥四號、玉兔二號以及為它們服務(wù)的“鵲橋”中繼星仍然在工作。

2020年，嫦娥五號從月球表面取樣1731克后返回，完成探月工程三期的收官戰(zhàn)。時隔44年，人類再次從月面帶回月球樣本。

2021年12月，探月工程四期批準(zhǔn)實施，由嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號4次任務(wù)組成。

2023年，中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁表示，其中嫦娥六號將從月球背面采集更多樣品，爭取實現(xiàn)2000克的目標(biāo)。嫦娥七號準(zhǔn)備在月球南極著陸，主要任務(wù)是開展飛躍探測，爭取能找到水。嫦娥八號準(zhǔn)備在2028年前后實施發(fā)射，嫦娥七號和嫦娥八號將會組成月球南極科研站的基本型，有月球軌道器、著陸器、月球車、飛躍器以及若干科學(xué)探測儀器。

2024年，探月四期工程的大幕由鵲橋二號中繼星再次開啟。

從外形上看，鵲橋系列中繼衛(wèi)星最顯著的特征，就是擁有一把“金色大傘”。圖據(jù)：央視新聞

搭建地月新“鵲橋”

探月工程四期的任務(wù)開展著陸探測以及采樣地點主要位于月球南極和月球背面地區(qū)，由于月球始終有一面背對地球，著陸在月球背面的探測器受到月球自身的遮擋，無法直接實現(xiàn)與地球的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸，因此需要功能更廣、性能更強的中繼星，架設(shè)起月球?qū)Φ匦碌摹爸欣^通信站”，解決月球背面探測器與地球間的通信和數(shù)傳問題。

據(jù)此，科研人員對鵲橋二號中繼星進行了艱辛攻關(guān)，以期為正在運行的嫦娥四號和即將開展的嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號及后續(xù)國內(nèi)外月球探測任務(wù)等提供中繼通信服務(wù)。

鵲橋二號中繼星與2018年發(fā)射的嫦娥四號“鵲橋”中繼星相比，技術(shù)創(chuàng)新更多、技術(shù)狀態(tài)更多、功能更強、接口更為復(fù)雜、研制難度更高、任務(wù)時間跨度更大。國家航天局探月與航天工程中心嫦娥六號任務(wù)副總設(shè)計師王瓊曾表示，鵲橋二號約為1200公斤，鵲橋只有425公斤左右；鵲橋二號壽命更長，鵲橋設(shè)計壽命為5年，鵲橋二號設(shè)計壽命為8年。

從外形上看，鵲橋系列中繼衛(wèi)星最顯著的特征，就是擁有一把“金色大傘”，被稱作星載大型可展開天線，通過這把“金色大傘”，實現(xiàn)了地球與月球背面的通信。據(jù)央視軍事此前報道，這把“大傘”傘骨上鋪了一層薄薄的黃色金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)是星載可展開天線反射電磁波的關(guān)鍵部件，在入軌前，傘處于收縮狀態(tài)，在發(fā)射進入軌道過程中能夠展開。

另外與鵲橋不同的是，鵲橋二號并不是圍繞地月拉格朗日L2點運行，而是繞月運行（距離月球最近的時候只有約300公里），而且是遠近軌結(jié)合的方式，這樣方便與鵲橋聯(lián)合使用，同時它可以更清楚地接收來自月面的信號，信號的傳輸會更快捷更清晰，鵲橋二號攜帶了多臺科學(xué)載荷還可以對月球進行多方面的科學(xué)觀測，可為后續(xù)載人登月任務(wù)打下堅實基礎(chǔ)。

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