2024年3月20日,鵲橋二號中繼衛(wèi)星搭乘長征八號遙三運載火箭一飛沖天,開啟太空探索新征程。鵲橋二號是何方神圣?它的升空又會給我國太空探索帶來哪些改變?
太空“通信員”——中繼衛(wèi)星
在介紹鵲橋二號之前,我們先聊一聊它所屬的家族——中繼衛(wèi)星家族。中繼衛(wèi)星也被稱為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”,它是通信衛(wèi)星家族的一個分支,主要任務(wù)是在衛(wèi)星、飛船和地球之間傳遞信息。在這些“太空使者”無法直接和地球取得聯(lián)系時,它們的存在就顯得更加重要了。例如,當(dāng)“太空使者”來到月背之時。
對月球的轉(zhuǎn)動情況有些了解的人應(yīng)該知道,由于月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的速度和月球自轉(zhuǎn)的速度一樣快,所以我們在地球上看到的一直都是月球的同一面。我們將能看到的月球這一面稱為“月面”,將另一面稱為“月背”?!疤帐拐摺比绻麃淼皆卤常厍蛑g的直接聯(lián)系會被月球遮擋,這時就需要中繼衛(wèi)星幫忙傳遞消息。此前,因為太空中沒有從事這一任務(wù)的中繼衛(wèi)星,人類一直沒向月背派遣“太空使者”,直到鵲橋中繼衛(wèi)星的出現(xiàn)。
開啟地月通信新篇章
鵲橋號是人類歷史上首顆地球軌道外專用中繼通信衛(wèi)星,同時也是第一顆連通地月的中繼衛(wèi)星。該衛(wèi)星于2018 年5 月21 日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空,經(jīng)過20多天的精確飛行,于6 月14 日成功抵達位于地月拉格朗日L2 點附近的Halo 軌道。到達目的地后,鵲橋號很好地發(fā)揮了“通信員”的作用。在它的幫助下,登上月背的嫦娥四號成功地傳回了世界上第一張近距離拍攝的月背照片。鵲橋號連續(xù)工作了5 年多后,太空中迎來了鵲橋衛(wèi)星家族的第二位成員——鵲橋二號。
相比自己的前輩,鵲橋二號有了不少改變,比如工作地點的變化。與鵲橋號不同,鵲橋二號將自己的工作地點改為繞月軌道。它首先會在一個周期為24 小時的環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道上工作一段時間,然后進入一個周期為12 小時的環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道,繼續(xù)工作。在繞月軌道上工作的鵲橋二號距離月球更近,在數(shù)據(jù)傳輸方面會更高效、更清晰、更完整。
當(dāng)然,把工作地點改為繞月軌道后,鵲橋二號就做不到每時每刻都同時看到地球和月背。這就意味著,地月之間的通信可能不是連續(xù)的。有時,鵲橋二號在月背接收到的信號,也要等到轉(zhuǎn)到月面才能發(fā)送給地球。不過,這并不是什么大問題。如今的探測器都能夠自行完成探測動作,并不需要人們時刻發(fā)號施令。而且,探測器接收到的數(shù)據(jù)晚一點傳回地球,也不會給地面的科研人員帶來太大的影響。
鵲橋二號攜帶的高科技“神器”
為了更好地完成信息傳遞任務(wù),鵲橋二號攜帶了不少高科技“神器”,比如鵲橋一號同款“金色大傘”—— 一個口徑4.2米的星載大型可展開天線。這個天線采用直徑僅為15~30微米的鍍金鉬絲編織而成,既柔軟又強韌。發(fā)射時,這個天線呈收起狀態(tài),不給鵲橋二號升空添麻煩。入軌后,這個天線會展開,充當(dāng)鵲橋二號的“眼睛”和“耳朵”,讓鵲橋二號看得更遠、聽得更清。
除了“金色大傘”,鵲橋二號還攜帶了既能為探測器傳輸數(shù)據(jù)又能執(zhí)行科學(xué)探測任務(wù)的極紫外相機、陣列中性原子成像儀、地月VLBI試驗系統(tǒng)等高科技“神器”。在這些高科技“神器”的幫助下,鵲橋二號不僅能為嫦娥四號、玉兔二號、嫦娥六號,以及未來執(zhí)行月球探測任務(wù)的嫦娥七號、嫦娥八號等提供通信服務(wù),還能同步開展地球磁尾觀測等科學(xué)探測任務(wù),助力人們發(fā)現(xiàn)月球的更多奧秘。
目前,已超過“質(zhì)保期”的鵲橋號狀態(tài)依舊良好,未來它將和鵲橋二號配合,為我國探月工程作出更多貢獻。需要說明的是,鵲橋號和鵲橋二號不會是鵲橋衛(wèi)星家族的“唯二”成員,我國后續(xù)將開展發(fā)射鵲橋三號系列衛(wèi)星與鵲橋二號組網(wǎng)的任務(wù)。另外,未來的鵲橋衛(wèi)星家族成員也不會只在月球和地球之間傳遞信息,我國還將通過它們提升地球與火星、金星等其他星球之間的信息傳輸能力。
(責(zé)任編輯:白玉磊)
跟鵲橋二號一同上天的小伙伴
除了鵲橋二號,還有兩個試驗星也搭乘長征八號運載火箭來到了太空,它們就是天都一號和天都二號通導(dǎo)技術(shù)試驗星。天都一號重61千克,攜帶了Ka雙頻段一體化通信機、激光角反射器、空間路由器等設(shè)備;天都二號重15千克,攜帶了一些通信導(dǎo)航設(shè)備。按照計劃,兩顆通導(dǎo)技術(shù)試驗星將在繞月軌道上開展一系列試驗,為后續(xù)國際月球科研站、鵲橋通導(dǎo)遙綜合星座系統(tǒng)等的建設(shè)提供支持。