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鹊桥:我帮地球月亮谈恋爱的那些事

地球 2026-02-28 菜科探索 +
简介:鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事 时间:2023-08-24网络作者:小白 七夕今宵看碧霄,牵牛织女渡河桥。

又到一年七月七,牛郎织女鹊桥会。

七夕 最早 来源于古代先民对星空的仰望。

春秋战国的《诗经》、 我国 最早 的天文历法著作《夏小正》、 西汉《史记·天官书》等均有关于织女星的描述。

牛郎织女平日银汉相望, 只在七夕经鹊桥相会。

数千年后,

【菜科解读】

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

时间:2023-08-24网络作者:小白

七夕今宵看碧霄,牵牛织女渡河桥。

又到一年七月七,牛郎织女鹊桥会。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

七夕最早来源于古代先民对星空的仰望。

春秋战国的《诗经》、

我国最早的天文历法著作《夏小正》、

西汉《史记·天官书》等均有关于织女星的描述。

牛郎织女平日银汉相望,

只在七夕经鹊桥相会。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

数千年后,

中国航天人以鹊桥命名嫦娥四号中继星

浪漫而诗意地搭建了地月之间的桥梁。

鹊桥中继星是人类历史上

第一颗地球轨道外专用中继通信卫星,

也是第一颗连通地月的中继卫星,

从2018年成功奔月至今,

鹊桥已经辛勤在轨工作了5年有余。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

人类历史上的月球探测任务那么多,

除了月球探测器以外,

我们为什么要单独

发射一颗鹊桥中继星呢?

这就要说到它的VIP客户——嫦娥四号了。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

嫦娥四号

实现了人类首次月球背面软着陆和巡视勘察,

打破了月背亿万年来的寂静荒凉。

促成这一历史性任务的关键就是

鹊桥中继星。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

由于地球将月球潮汐锁定

地球上的人们只能看到月球的正脸

而无法直接观测月背。

航天器登陆月球背面,

信号就会被月球所遮挡,

就像两个人隔山喊话无法听到。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

这时候 鹊桥中继星就派上用场了,

它在月背的远端工作,

嫦娥四号探测器首先将数据信号

交给鹊桥暂存,

再由鹊桥向地球妈妈发送;

反之,地球妈妈也会先请鹊桥捎话,

再向月背转交,

地月传书就此达成。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

为了给鹊桥找到合适的工位

我国深空探测的科学家和工程师们

经过反复测算、精心选点,

物得风水宝地一块,

把鹊巢定位在

地月拉格朗日L2点附近的Halo轨道

从地球向月球方向看去,

Halo轨道的形状就像月球的光晕,

因此它又被称为晕轨道。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

地月L2点位于地月连线上距离月球6.5万公里处,如图示。

Halo轨道是围绕L2点的类圆形轨道。

地月L2点是个什么点,

为什么要把鹊桥放在这里呢?

这就需要激活

我们被中学物理支配的恐惧,

来到欧拉和拉格朗日的数学世界

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

地月系日地系而言,

航天器的质量相对于2个大天体可以忽略不计,

在这样三体系统中,

总有些特殊点位,

可以使得航天器在该位置

同时受到2个天体势均力敌引力拉扯

从而保持相对静止

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

欧拉和拉格朗日先后算出5个这种特征点

(即限制性三体问题的5个特解)

称为拉格朗日L1-L5点,也称平动点

在平动点附近存在多种周期轨道,

Halo轨道就是其中之一。

运行在Halo轨道的航天器

可以极小的能源代价维持轨道的周期性。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

鹊桥选点在地月L2点有诸多优势

一是卫星在此所需的轨道维持燃料极少

可以长期驻留

二是方便鹊桥中继星和地球、月球背面

进行信息和数据交换

三是该点光照条件好,航天器很少被天体遮挡,

太阳能丰富

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

因此,

鹊桥中继星虽身轻如鹊

却神通广大勇闯无人区

为嫦娥四号照亮征程,

揭开了月球背面的神秘面纱,

带我们一览月背风光。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

鹊桥中继星是目前人类唯一在地月L2点的卫星

基于此,

如果我们要去往更深远的空间,

就需要搭建更多的鹊桥,

乃至组成网络来支撑探测任务。

小喜鹊们将肩负

通信、导航、遥感和信息服务多重工作,

即实现集通、导、遥一体全能担当。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

以地月为例,

通信功能就是打电话

卫星将具备地月全天时测控通信、

全月中继通信保障、

地月往返全迹测控通信等能力。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

导航功能就是开地图

可为航天器指路、定位、对表,

实现测定轨、定位、授时等功能。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

遥感功能就是看全景

实现对月测绘、空间态势感知、

空间环境检测、月表活动检测等。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

此外,

小喜鹊们还肩负信息处理、

存储、订阅发布等信息服务功能,

实时向地球妈妈汇报工作。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

小喜鹊们将主要分为两大类,

一种是围绕目标天体

360度全景办公的常驻型选手

一种是在空间特定位置

做好中继二传的行星际中转站

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

常驻的小喜鹊们是部署在

目标天体轨道上的环绕器、轨道器或卫星等,

长期围绕目标天体开展工作。

中转的小喜鹊们是部署在

平动点轨道或地球静止轨道上的服务型航天器,

负责提供通信、

导航、信息服务、扩展应用等多重功能,

支持航天器在轨组装以及在轨补加,

在特定空间位置上做好枢纽中转。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

未来,

我们将在已有成果的基础上,

构建长期运营、可持续发展的

鹊桥通导遥综合星座系统

进一步构建月球、

火星、金星乃至太阳系的通信网络,

通过行星际中转站与地球网

(北斗、星网、遥感卫星等)互联,

为航天器提供宇宙漫游不迷路指南

保障太空之旅安全、顺畅、准确。

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

鹊桥通导遥综合星座系统将为

载人登月、国际月球科研站

以及更深远的火星、金星、巨行星

和太阳系边际探测等提供支持,

还将进一步服务商业航天和国际深空探测合作,

促进地月空间经济和航天产业发展,

推进航天强国建设。

那些以前只出现在科幻小说中的场景,

即将在不远的未来成为现实

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

千年之前

迢迢牵牛星,皎皎河汉女

只能天河相隔,

仅借星桥横过鹊飞回匆匆一见。

而今

故事中的有情之鹊

化身为人类探索宇宙的导航小助手,

鹊桥星座起,天堑变通途。

未来

我们的星座将以天为幕、连线成网,

向浩瀚的宇宙继续发问,

在无垠的深空书写回答。

来源深空探测实验室

编辑/王小月

审核/杨成

监制/索阿娣

鹊桥:关于我帮地球月亮谈恋爱的那些事

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鹊桥:我帮地球月亮谈恋爱的那些事

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