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  2018年09月《小康》下旬刊
  栏目:小康指数
“接地气”的中国探月

★文 /《小康》·中国小康网记者 刘源隆

  全面升级 因为将探测月球背面,嫦娥四号月球车在“玉兔”号的基础上进行了升级。图为中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁介绍嫦娥四号月球车的设计。
  将最前沿的航天科技工程与孩子们的科普教育相结合,一直是中国航天工程的特色。
  月球是地球唯一的天然卫星,陪伴地球已经超过45亿年。它对地球地轴指向、自转稳定、周期潮汐、夜晚照明等有着巨大意义。
  由于地球强大引力的影响,月球也付出了很大代价:地球将它的自转周期减慢为与围绕地球公转周期完全一样,也就是潮汐锁定。
  在这种效应下,我们在地球上永远没法直接看到月球背面。在过去的60年内,人类已经发射了超过百个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但由于月球整体的阻拦,背面成了地面通信和测控的禁区,即便到了载人航天时代,也仅有非载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗号看到过月球背面,从未有宇航员或探测器就位探测过这一片区域。
  正因如此,人类关于月球背面的传言甚嚣尘上。月球背面有外星人基地,有外星人飞船,还有三眼外星人尸体……这些传言甚至出现在各种科幻作品中,演绎着各种充满想象力的故事。
  8月15日国防科技工业局消息,“嫦娥四号”月球车按计划将于今年12月随“嫦娥四号”月球探测器一起,执行世界首次月球背面着陆探测任务。
  “鹊桥”相连
  “从表面上看,在月球背面和正面着陆在‘落’月本质上没有区别,但实际上,实现在月球背面软着陆和巡视探测,是工程技术和空间科学的双重跨越和创新。”中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁告诉《小康》记者。
  要去月球背面并不容易,首当其冲的一大难题就是“通信”——人类在地球上不仅从未见过月球背面,通信信号也会被阻隔。
  解决通信难题最好的办法就是在地月拉格朗日L2点布置一颗中继卫星,距离月球大约6万至8万公里。L2点本身与地球之间也被月球遮挡了,不过地球和月球引力可以使中继卫星沿着围绕L2的所谓光晕轨道运行,这样就可以同时“看到”月球背面和地球,为嫦娥四号着陆器和月球车在月球背面软着陆和月面工作提供信号传输和测控支持。
  就在今年5月21日,我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鹊桥号中继星发射升空。鹊桥号中继星是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星,将为年底择机实施的嫦娥四号月球探测任务提供地月间的中继通信。
  建起连接地球和月球、跨越40多万公里的“星际穿越”通信链路考验的不只是设计上科学合理,更要求工作时稳定可靠,为此,提前进入战斗位置的“鹊桥”将全面开展中继通信功能的测试,进一步磨合自身所携带的各路“新式武器”,力保在长达三年的寿命期间时刻保持最佳状态。
  多安全备份遥测遥控指令设计是中国空间技术研究院所属空间电子信息技术研究院技术人员针对“鹊桥”特有工作环境的首创之举,通过多重备份的方式,给远在天边的“鹊桥”多部“手机”,地面工作人员可以同时给这几部“手机”打电话,发出相同的遥测指令,有效规避了因为距离远或其他未知因素造成的信号中断、信息传送不准确等问题。
  吴伟仁介绍说,“鹊桥”还装备了空间电子信息技术研究院研制的4.2米口径的高增益伞状抛物面天线,这是人类深空探测任务史上最大口径的通信天线,采用整星零动量控制方式,可以实现对地、对月、对日和对惯性空间任意目标指向与跟踪的三轴稳定控制,为着陆器、巡视器与地面站之间的测控与数据传输提供了有力支撑。

 
编辑:容与
来源:小康杂志
发布时间:2018-10-05


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