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5月21日晨,中国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将探月工程嫦娥四号任务中继通信卫星鹊桥号发射升空.据了解,鹊桥号发射入轨之后将为年底择机实施的嫦娥四号月球探测任务提供地月间中继通信服务,因此这次发射也标志着中国嫦娥四号月球背面着陆任务拉开大幕.
给“嫦娥”架“鹊桥”不轻松
据了解,此次发射,长征四号丙运载火箭飞行25分钟后,星箭分离,将鹊桥号中继星送入近地点高度200公里,远地点高度40万公里的预定地月转移轨道,卫星太阳翼和中继通信天线正常展开.后续,鹊桥号中继星将最终进入环绕地月拉格朗日L2点的使命轨道.它也将成为世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星.
说到发射鹊桥号的意义,就必须要了解一下它所服务的嫦娥四号探月任务,它将实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察.由于潮汐锁定的原因,月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同,所以月球总有一面背对着地球,这一面被称为月球背面.着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输.因此,嫦娥四号要降落在月球背面,首先要解决通信问题.鹊桥号就是为嫦娥四号的地月信息联通架设的“天桥”.
中国航天专家庞之浩5月21日介绍,鹊桥号将运行在地月拉格朗日点.拉格朗日点又称为平动点,是指一个小物体在两大物体的引力作用下,小物体相对于它们基本保持静止的空间点.因此,在拉格朗日点上,航天器消耗很少的燃料即可长期驻留.庞之浩称,在地月拉格朗日L2点运行中继卫星是全球首次,具有很大的挑战性,同时具有较大的工程技术价值.
庞之浩介绍说,鹊桥号中继星将在地月连线延长线的L2点附近,围绕L2点飞行,到月球的平均距离约为6.5万公里,距地球约45万公里.运行在这个点的好处是,卫星永远可以同时看到地球和月球,而且在这个点上燃料消耗很少,所以可以运行较长时间.据他介绍,鹊桥号将承担两大任务：一是遥测与遥控航天器,二是为探月航天器的地月通信进行中继.
据了解,此次发射还搭载了哈工大研制的两颗月球轨道编队超长波天文观测微卫星,将开展月球轨道编队飞行、空间超长波天文干涉测量等技术试验.鹊桥号还将利用携带的荷兰研制的低频射电探测仪、沙特研制的月球小型光学成像探测仪、中山大学研制的激光角反射器等有效载荷,择机开展科学探测试验.
月背着陆难度有多大
嫦娥四号是在2013年成功着陆月面的嫦娥三号的备份星,但这次降落月球背面的着陆方式、工作状态远非上次任务的简单重复.中国空间技术研究院党委书记兼副院长赵小津在接受媒体采访时表示,月球正面有较为宽阔的平原,虽然也有许多陨石坑,但即使是坑底也相对平整.而月球背面的地形则更为复杂,陨石坑更多,地势更陡峭.因此,不同于嫦娥三号以弧形、缓慢的方式着陆,嫦娥四号将采取陡峭的、近乎垂直的着陆方式,避免撞到峭壁,这对着陆器的性能提出更高要求.
此外,据中国专家介绍,嫦娥四号将开启月夜工作模式.月球上的“一天”大约相当于地球上的28天,昼、夜各占一半,温差可达300摄氏度以上.相比嫦娥三号,嫦娥四号的能源方式得到改进,将利用同位素温差发电与热电综合利用技术,不仅能安然度过月夜,还能开展一些测量工作.
为何选在月球背面
嫦娥四号为什么要选在月球背面着陆呢？毕竟目前全球已进行过约132次探月活动,包括用探测器撞击月球背面,但从来没有一个探测器在月球背面进行软着陆.
按照计划,鹊桥号发射之后,中国将在下半年发射的嫦娥四号探测器,将降落在月球南极附近的艾特肯盆地.据航天科技集团科技委主任包为民介绍,过去的探月任务只探测了一些局部区域,在月球背面,可能会发现一些在月球正面没有得到的数据.艾特肯盆地在月球南极附近,是个古老的区域,含有许多月球初始信息.
庞之浩认为,深入了解月球背面,对研究月球的起源和演变、调查月球地质和资源情况等有重要意义.月球背面可屏蔽来自地球的各种无线电干扰信号,因而在那里能监测到地面和地球附近的太空无法分辨的电磁信号,研究恒星起源和星云演化,有望取得重大天文学成果.庞之浩说,利用月球背面独特的无线电环境,开展低频射电天文观测,有望在太阳风激波、日冕物质抛射和高能电子束的产生机理等方面取得原创性的成果,为未来对宇宙“黑暗时代”和“黎明时期”的探索打下基础.
“中国的太空雄心继续.”路透社以这样的标题报道称,中国正努力成为第一个实施月球背面软着陆探测的国家,鹊桥号发射升空是实现这一目标的关键一步.虽然中国坚称自己的太空项目纯属和平用途,但美国国防部担忧中国推进太空项目的目的是当出现安全危机时阻止其他国家使用太空资源.
（摘自《环球时报》张亦驰、杭添仁）□
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参考文献：
1、 云态度，月精神 宋人石孝友在鹧鸪天一词中最早提出“云态度,月精神” 云态度,他的意思是,人应该像云那样,洒脱、飘动、不拘一格,拥抱清空,不固一隅 遇日轮升起化为朝霞,遇夕阳西下变身余晖 春天时.
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