新華社西昌5月21日電 題：“嫦娥”未動 “鵲橋”先行——看中國如何為月球背面建探月通信“服務區(qū)”

　　新華社記者白國龍、余曉潔、胡喆

　　5月21日清晨，在嫦娥三號“奔月”4年多之后，中國又做出一個探索月球的大動作——在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將探月工程嫦娥四號任務鵲橋號中繼星發(fā)射升空。

　　這是世界首顆運行于地月拉格朗日L2點（簡稱：地月L2點）的通信衛(wèi)星，它的成功與否對2018年年底中國探月工程嫦娥四號任務——世界首次月球背面軟著陸和巡視勘察任務至關重要。

　　為月球背面建地月通信“服務區(qū)”

　　在與長征四號丙運載火箭完成星箭分離后，“鵲橋”進入預定地月轉移軌道，相繼展開衛(wèi)星太陽翼和中繼通信天線，飛向月球。

　　中國航天科技集團五院“鵲橋”號中繼星項目經(jīng)理張立華接受新華社記者采訪時表示，后續(xù)，“鵲橋”還需進行12次軌道控制任務，經(jīng)過中途修正、近月制動和月球借力，進入月球至地月L2點的轉移軌道，通過3次捕獲控制和修正后，最終進入環(huán)繞地月L2點的使命軌道。地月L2點是衛(wèi)星相對于地球和月球基本保持靜止的一個空間點。位于地月連線的延長線上，到月球的平均距離約為6.5萬公里，距地球40多萬公里。

　　中國探月工程總設計師、中國工程院院士吳偉仁說，由于月球繞地球公轉的周期與月球自轉的周期相同，所以月球總有一面背對著地球，這一面稱之為月球背面。著陸在月球背面的探測器會受到月球自身遮擋，無法直接與地球進行測控通信和數(shù)據(jù)傳輸，因此必須先發(fā)射“鵲橋”，讓它去充當架設在嫦娥四號與地球間的“通信中繼站”，專門解決著陸月球背面的探測器對地通信“不在服務區(qū)”的問題。

　　“鵲橋”的名字來源于中國民間牛郎織女的傳說，而這顆中繼星是中國航天人用自己的辛勤、智慧和汗水設計建造的地月信息聯(lián)通的“天橋”。

　　完成使命還需“過關斬將”

　　“鵲橋”雖然只有400多公斤重，但它是中國第一次應用于深空探測重大任務的小衛(wèi)星。專家們坦言，這次任務周期長、難度大、風險高，衛(wèi)星的飛行軌道也與眾不同。

　　吳偉仁說，1772年，法國數(shù)學家拉格朗日推算出，一個小物體在兩大物體的引力作用下，小物體相對于它們基本保持靜止的空間點有五個，即拉格朗日點又稱為平動點，分別為L1、L2、L3、L4、L5。其中，L1、L2點在兩個天體的連線上。

　　“鵲橋”正是要圍繞地月L2點的使命軌道飛行。中國航天科技集團五院嫦娥四號探測器系統(tǒng)項目執(zhí)行總監(jiān)、副總設計師張熇告訴記者，在去往地月L2點使命軌道的途中，“鵲橋”需要多次進行中途修正，要完成全部使命還需“過五關斬六將”。

　　最關鍵的一次是近月制動的變軌，張立華將它形象地稱為在距月面100公里高度時給衛(wèi)星“踩一腳剎車”。這次變軌的窗口時間很短，且只有一次機會。如果沒按計劃完成好“剎車”動作，“鵲橋”很可能從此飛離預定軌道，因為這顆小衛(wèi)星攜帶的推進劑不足以讓它重新進入預定軌道。

　　此外，“鵲橋”采用的傘狀大通信天線由于是首次使用，其性能表現(xiàn)需要經(jīng)受在軌實際檢驗，而遠距離通信也是一大難點。張立華說，地球上的通信衛(wèi)星通常是在距地面3萬多公里的地球同步軌道運行，“鵲橋”距離月面距離遠了1倍多，有7萬多公里，這些對這顆中繼星實現(xiàn)與嫦娥四號著陸器和巡視器穩(wěn)定可靠的通信提出挑戰(zhàn)。

　　拉開探月國際合作新序幕

　　“‘鵲橋’是顆小衛(wèi)星，研制時間只有兩年半，但作為嫦娥四號任務的重要組成部分，它的技術狀態(tài)比較新，設計壽命達3年，而且質量要求非常嚴格，整個衛(wèi)星的地面加電測試時間超過1300個小時。”張立華說。

　　“鵲橋”攜帶一大一小兩個相機，小的專門觀察衛(wèi)星天線的展開情況，大的可以給月球和地球拍合影。

　　張立華表示，在確保完成通信中繼保障使命的同時，“鵲橋”也拉開了探月國際合作的新序幕。“鵲橋”攜帶了由荷蘭研制的低頻射電探測儀，未來將開展在軌科學探測試驗。

　　這個低頻射電探測儀可以聆聽低頻的宇宙之聲，這些宇宙之聲攜帶著宇宙大爆炸后幾億年時間里的蛛絲馬跡，那時正是氫氣云孕育第一代恒星的宇宙黑暗時代。專家稱，這一科學探測將等嫦娥四號探測器完成主要任務之后再繼續(xù)展開研究。

　　此外，與“鵲橋”一同發(fā)射升空的還有由哈爾濱工業(yè)大學研制的“龍江一號”“龍江二號”兩顆月球軌道編隊超長波天文觀測微衛(wèi)星，星上搭載了由沙特研制的月球小型光學成像探測儀。兩顆微衛(wèi)星未來將開展月球軌道編隊飛行、空間超長波天文干涉測量等技術試驗。

　　中國航天科技集團五院嫦娥四號探測器總設計師孫澤洲說，10多年前，中國人是獨立自主、自力更生地發(fā)射嫦娥一號的，如今我們的探月任務也為更多國家創(chuàng)造了科學探索的平臺。今年，嫦娥四號也將搭載來自德國和瑞典的科研載荷登陸月球背面。中國在月球探測的國際合作中，變得更加自信、主動，合作水平又上了新臺階。

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責任編輯： 陳俊松