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时间:2018-06-10 03:49??来源:央视网??阅读次数: 复制分享 我要评论

  作为地球唯一的天然卫星,月球是人类目前探测最多的地外星球。但是,由于月球绕地球公转的周期恰好等于其自转周期,所以月球总有一面背对着地球不可见。此前,人类只通过环绕探测器窥探过这片区域,但从未真正踏足过。

  而中国“嫦娥4号”探月任务的目标,就是实现月球背面的软着陆和巡视勘察。不过,因为月球的遮挡,月球背面的探测器无法直接与地球进行测控通信和美高梅娱乐手机版官网传输,所以在发射“嫦娥4号”之前,需要“鹊桥号”先行升空,来承担接下来“嫦娥4号”与地球的中继通信。

  5月21日,长征四号丙运载火箭飞行25分钟后,星箭分离,“鹊桥”被送入近地点高度200公里、远地点高度40万公里的预定地月转移轨道;5月25日21时46分,“鹊桥”成功实施近月制动,进入月球至地月拉格朗日L2点的转移轨道。

  据悉,“鹊桥”成功入轨后,将成为世界第一颗连通地月的中继卫星、第一颗地球轨道外专用中继通信卫星,以及第一颗在地月拉格朗日L2点上采用Halo轨道的卫星。

  曾参与过神舟、嫦娥等任务的航天专家王伟在接受记者采访时表示,看到“鹊桥号”成功发射内心很激动。“因为鹊桥号将创造多个全球首次,所以它在很多环节,尤其是轨道和工程设计上,都需要重新进行设计和论证。而且鹊桥号的成功,也给即将实施的嫦娥4号任务开了一个好头。”

  “嫦娥”探月

  中国开始筹备月球探测工程的历史最早可以追溯到20世纪90年代,当时主要进行论证工作。直到2004年1月,探月工程正式获批立项,并命名为“嫦娥工程”。

  王伟告诉记者,中国的探月工程分为“绕、落、回”三个阶段,现在正处于“落”的阶段。2007年10月,中国第一个月球探测器“嫦娥1号”卫星成功发射并准确进入了环月轨道,意味着探月工程一期的“绕月”目标顺利完成。

  紧接着2008年,探月工程二期立项并进入工程实施阶段。二期工程包括“嫦娥2号”和“嫦娥3号”两次任务,主要目标是实现月球的软着陆,以及开展月球表面的探测和勘察任务。

  王伟表示,探月工程的每一期都会进行“一主一备”两手准备,这是为了防止出现突发事件而拖延整体计划。因此,探月工程对应“绕、落、回”三个目标设计的实际上是3颗卫星,分别是嫦娥1号、3号和5号,而嫦娥2号、4号、6号则是作为备用卫星。

  “比如嫦娥1号和2号,这两个卫星项目是同时开展,包括每一个部件都是研制两套,所以嫦娥1号发射的时候,嫦娥2号也已经制造出来。”王伟介绍说,“当嫦娥1号顺利完成工程目标和科学探测目标后,国防科工局会开始论证嫦娥2号的新目标。”

  据记者了解,在已实施完成的探月工程二期中,2010年10月发射的“嫦娥2号”是作为“嫦娥3号”的先导星,用于开展部分技术的先期验证,包括直接奔月轨道、X频段测控以及预选着陆区详察等。在“嫦娥2号”打完头阵后,2013年12月,“嫦娥3号”探测器成功着陆月球预选区,首次实现了中国航天器地外天体软着陆与巡视勘察,同时也标志着探月工程“落月”目标的完成。

  2009年,探月工程二期实施的同时,探月工程三期也正式开启,主要是进行“嫦娥5号”的方案论证和研究。到了2011年,三期工程正式立项,任务目标是实现月面无人采样返回。

  但探测器返回对探月工程来说,是一个新的挑战,为了提高成功率,在正式发射“嫦娥5号”之前,中国先行实施了月地高速再入返回任务以验证半弹道跳跃式再入的关键技术。2014年10月,月地高速再入返回飞行器发射升空,并于同年11月顺利返回地球,这为“嫦娥5号”任务的顺利实施打下了极为重要的技术基础。

  截至目前,探月工程已成功实施了“嫦娥1号”、“嫦娥2号”、“嫦娥3号”以及“嫦娥5号”再入返回试验共计4次任务。接下来,“嫦娥5号”若能成功完成任务,也意味着探月工程“绕、落、回”的三个目标全部实现。

  那此次“鹊桥号”中继星服务的“嫦娥4号”任务是什么?如上文所述,当“嫦娥3号”成功完成目标任务后,作为备用卫星的“嫦娥4号”便开启新的方案论证工作。据记者了解,国防科工局在已有的探月工程基础上,拟同时实施月球探测后续任务,而“嫦娥4号”便是月球后续任务的第一步,其目标是实现人类首次软着陆于月球背面并开展巡视探测。

  “鹊桥”先行

  按照规划,“嫦娥4号”工程将由探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用等五大系统组成,其中,探测器系统由着陆器、巡视器和中继星组成。

  资料显示,“鹊桥号”中继星是基于CAST100卫星平台研制,其本体为长方体构型,采用板式结构形式,可由锂电池和太阳能板供电。此外,中继星采用了“星敏感器+光纤陀螺”的定姿方式,以及整星零动量控制方式,从而实现对地、对月、对日的三轴稳定控制。同时,“鹊桥”采用单组元推进系统,配置12个5N发动机和4个20N发动机,携带约100kg无水肼推进剂,可提供超过500m/s速度增量的轨道机动能力。

  虽然“嫦娥3号”此前已经实现月球正面的着陆工作,但“嫦娥4号”的任务是要降落到月球背面,其难度要远超前者。一位航天专家告诉记者,“嫦娥4号”要在月球背面着陆,需要克服很多难题,比如月球背面地形复杂,这对“嫦娥4号”的导航、控制等提出了更高的要求;同时,“嫦娥4号”将开启月夜工作模式,昼夜温差可达300摄氏度以上,因此还要设计和验证同位素温差电源(RTG)以及热电综合利用等技术。

  除此之外,此次发射的“鹊桥号”中继星在轨道选择以及中继模式上也需要进行综合优化。从最终实施的方案来看,“鹊桥”采用了地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道,这也是人类航天器首次涉足该轨道。

  据悉,拉格朗日点又称为平动点,是指一个小物体在两个大物体的引力作用下,能相对于两大物体基本保持静止的空间点。在每两个大物体构成的空间中,有5个平动点,分别是L1、L2、L3、L4、L5,其中,L2位于两个物体的连线上,且在较小的物体一侧。

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