嫦娥四号远征在即,今年5月份发射的鹊桥中继卫星现况如何?

来自中国探月工程办公室的最新消息:“嫦娥四号”预计于北京时间12月8日凌晨02:30出发远征月球背面南极附近的艾肯特盘地,距离出发已经近在咫尺,鹊桥中继卫星怎么样了?我们不妨来一一回顾下!

左侧为月球正面,右侧为月球反面

月球是距离地球最近的天体,其直径为3476.28千米,距离地球平均为38.4万千米,尽管距离不甚遥远,但迄今为止踏足月球的也仅仅只有美国一家(载人登月),当然后起之秀中国已经赶上来了,接连实施的嫦娥工程让我们的月球探测走在了世界前列!而嫦娥四号则开启了一项以往从未有过的探测,因为它将第一次登陆月球背面,而且是太阳系里也是最深的盘地之一月球南极附近的爱肯特盘地,其最低点与最高点高差达16KM,深深的底部甚至终年在阴影之下,此处的探测对于太阳系的成因与演化,甚至是月球有水的评估都有着不可或缺的意义!

月球南极附近地形

嫦娥四号月球车

其实嫦娥四号只是嫦娥三号的备份探测器,当然大家都知道嫦娥三号的成功实施让嫦娥四号没有了用武之地!不过这个再就业工程的意义甚至比当年嫦娥三号还要重大!但如果没有今年5月21日发射的鹊桥中继卫星这个先行官的话,这一切都是纸上谈兵

潮汐锁定示意图

因为月球已经被地球潮汐锁定,月球一面永远都朝着地球,当嫦娥四号登录月球背面时,月面的曲率将会遮挡信号的传输,因此必须要有一颗能同时连接月球背面与地球的通讯中继卫星!这就是鹊桥中继通讯卫星的由来!

鹊桥中继通讯卫星原理

鹊桥中继卫星运行于地月系的L2点,这是地月拉格朗日点中的第二个平衡点,说它是平衡点确实没错,但却是个不稳定的点,因此鹊桥通讯卫星需要不断调整才能保持在一个HALO环形轨道上!

地月系的拉格朗日点示意图

五个拉格朗日点中L1、L2、L3是非稳定点,其中L1和L2在距离月球月6.5万千米处,而L4与L5则是稳定点,航天器定位于此之后将不会再离去,除非有强大的外力扰动!

两个探测器的奔月轨迹

白色曲线是鹊桥通讯卫星轨迹,绿色是嫦娥四号通讯卫星轨迹!将于8日凌晨出发的嫦娥四号可以放心出征了,因为鹊桥早在2018年6月14日11时06分,“鹊桥”中继星成功实施轨道捕获,正式成为绕行L2点的通讯卫星,“鹊桥”已经名副其实!

鹊桥中继通讯卫星

鹊桥有着直径达4.2M的巨大的伞状抛物面天线以及测控天线和数据传输天线,也是迄今为止人类探测器中装载过的最大天线,其将在L2的HALO轨道上将地球与嫦娥四号的通讯连接起来,将成功打通对月前向链路、对月反向链路以及对地数传链路等三条“生命通道”!!为嫦娥四号实现与地面之间的双向实时通讯!

当然嫦娥四号只是我们整个探月工程中额外的惊喜,未来将在2020年和2028年再两次无人探测器探月,并且将在2028年的探测中取样并返回,而在2028年前后将同时实施无人探测器登陆火星并返回,如果顺利的话,我们将在2030年前后亲手触摸到探测器带回的火星土壤!!

我们的征途是星辰大海

星辰大海才是我们的目标,而月球与火星只是开胃小菜,我们期待未来踏入银河系的那一天