愛伊米

5.21,“鵲橋”中繼衛星讓月背與地球不再“沒有服務區”

提起“鵲橋”,大多數人會想到牛郎和織女的愛情故事。為了讓牛郎和織女相會,各地喜鵲用身體搭成一座橋——鵲橋,牛郎和織女便在鵲橋上相會。承載著浪漫美好寓意的“鵲橋”中繼衛星在四年前的今天,隨著01指揮員張光斌點火口令的下達,長征四號丙運載火箭託舉著衛星在2018年5月21日5時28分,一個象徵喜結良緣的日子裡奔赴太空。

5.21,“鵲橋”中繼衛星讓月背與地球不再“沒有服務區”

四年地月傳書,讓月背與地球不再“沒有服務區”。

5.21,“鵲橋”中繼衛星讓月背與地球不再“沒有服務區”

由於地球和月球存在潮汐鎖定,月球的自轉週期和公轉週期完全相同,數百萬年來,人類都只能看到月球的“正臉”,在嫦娥四號在月球背面軟著陸之前,月背就如同一個待字閨中小姑娘,從不輕易示人。

這是因為一旦航天器登陸月球背面,訊號就會被月球所遮擋,如果沒有中間的“聯絡人”,地球和航天器就無法取得聯絡,這就像兩個人“隔山喊話”無法相互聽到。這時候,“鵲橋”中繼星就能派上傳球手的作用了。

5.21,“鵲橋”中繼衛星讓月背與地球不再“沒有服務區”

“鵲橋”張開4。2米“巨傘”後,意味著人類深空探測器歷史上最大口徑的太空通訊天線,在40多萬公里星際通訊鏈路中開始正常工作了。

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除了“巨傘”,“鵲橋”中繼星還有一面超高畫質“反光鏡”——鐳射角反射器。地球觀測站發出的鐳射波束可以準確找到40多萬公里外高速飛行的“鵲橋”,透過傳送、接收的時間差,計算出星地距離。這是人類歷史上最遠距離的鐳射測距試驗。

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與同樣作為中繼星的天鏈一號相比,“鵲橋”中繼星有一個最大的不同點:它可以進行資料的再生轉發。即先對資料進行“解碼”“去格式”“復接”“編碼”,然後再發送。相對於天鏈一號對資料保持原汁原味,“鵲橋”中繼星實現了全面升級。

5.21,“鵲橋”中繼衛星讓月背與地球不再“沒有服務區”

鵲橋中繼星低頻射電天線監視相機拍攝的地月合影

200多年前,歐洲科學家尤拉和拉格朗計算出拉格朗日L1-L5點,部署在這5個點的小衛星或小天體,相對兩個大天體基本保持靜止,這也是航天人一直追求的地月引力平衡點。200多年後,中國航天人選擇了一個“有趣”的點位——地月拉格朗日L2點,做Halo軌道飛行為“嫦娥奔月”架起一座 “鵲橋”。

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之所以選擇地月拉格朗日L2點,主要有三點考慮:

(一)這個點處於地球和月球兩點連線的延長線上,且在月球一側。在這裡,“鵲橋”有機會和地球、月球背面進行資訊和資料交換;

(二)光照條件好,航天器很少被地球或月球遮擋;

(三)受地球和月球的影響小,中繼星長期執行所需軌道維持量較小,能節省燃料。

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“鵲橋”中繼星在Halo軌道上執行,就像一個調皮的孩子,只要一段時間不關注他就可能會“離家出走”,為了看好這個調皮的“孩子”地面的飛控“家長們”專門定製了光纖陀螺慣性測量單元,大大提升其軌道控制能力。

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同時,“鵲橋”具備在1000m/s高速在軌飛行過程中,速度控制精度誤差不大於0。02m/s的本領,可以說是“在高速奔跑中還可以穩穩地做微雕”。這一“自主可控、毫釐不差”的能耐為中繼星安全、長期、穩定在軌執行打下基礎。

5.21,“鵲橋”中繼衛星讓月背與地球不再“沒有服務區”

目前,“鵲橋”中繼星在軌執行穩定,各分系統裝置工作狀態良好,我們期待它傳回更多探測資料取得更豐碩的科學成果。

(央視新聞)