地面和月球背面之間為啥需要一座“鵲橋”

5月21日5時(shí)28分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭,，成功將探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)鵲橋號(hào)中繼星發(fā)射升空,。這是世界首顆運(yùn)行于地月拉格朗日L2點(diǎn)的通信衛(wèi)星,，將為年底擇機(jī)實(shí)施的嫦娥四號(hào)月球探測(cè)任務(wù)提供地月間的中繼通信,。

為什么圍繞拉格朗日L2點(diǎn)飛行

據(jù)介紹,，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)將實(shí)現(xiàn)國(guó)際首次月球背面軟著陸和巡視勘察,。而這次發(fā)射的鵲橋號(hào)中繼星將承擔(dān)嫦娥四號(hào)著陸器和巡視器與地球間的通信和數(shù)傳任務(wù),。也就是說(shuō)，這顆中繼星是航天人搭建起的地月信息聯(lián)通的“天橋”,。

為什么要這么做,？

專(zhuān)家解釋?zhuān)@是由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期與月球自轉(zhuǎn)的周期相同，所以月球總有一面背對(duì)著地球,，這一面稱(chēng)之為月球背面,。著陸在月球背面的探測(cè)器由于受到月球自身的遮擋，無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)與地球的測(cè)控通信和數(shù)據(jù)傳輸,，因此需要一顆中繼星,。

據(jù)介紹，鵲橋號(hào)中繼星將在地月連線延長(zhǎng)線的拉格朗日L2點(diǎn)附近,，圍繞L2點(diǎn)飛行,，實(shí)現(xiàn)對(duì)地、對(duì)月中繼通信,，保障嫦娥四號(hào)任務(wù)實(shí)施,。這顆中繼星到月球的平均距離約為6.5萬(wàn)公里，距地球則為40多萬(wàn)公里,。

拉格朗日點(diǎn)又稱(chēng)為平動(dòng)點(diǎn),，于1772年由法國(guó)數(shù)學(xué)家拉格朗日推算得出，是指一個(gè)小物體在兩大物體的引力作用下,，小物體相對(duì)于它們基本保持靜止的空間點(diǎn),。該空間點(diǎn)有5個(gè)，分別為L(zhǎng)1,、L2,、L3、L4,、L5,。在拉格朗日點(diǎn)上，探測(cè)器消耗很少的燃料即可長(zhǎng)期駐留,。

除了完成中繼任務(wù),，此次發(fā)射還搭載了由哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的兩顆月球軌道編隊(duì)超長(zhǎng)波天文觀測(cè)微衛(wèi)星“龍江一號(hào)”“龍江二號(hào)”，將開(kāi)展月球軌道編隊(duì)飛行,、空間超長(zhǎng)波天文干涉測(cè)量等技術(shù)試驗(yàn),。鵲橋號(hào)中繼星和微衛(wèi)星還將利用攜帶的荷蘭研制的低頻射電探測(cè)儀、沙特研制的月球小型光學(xué)成像探測(cè)儀,、中山大學(xué)研制的激光角反射器等有效載荷,，擇機(jī)開(kāi)展科學(xué)探測(cè)試驗(yàn)。

探索月球背面有什么意義

嫦娥四號(hào)的主要任務(wù)是什么,？

據(jù)介紹，2013年12月,，嫦娥三號(hào)任務(wù)圓滿完成我國(guó)首次地外天體軟著陸和巡視勘察之后,，國(guó)防科工局組織開(kāi)展了嫦娥四號(hào)任務(wù)實(shí)施方案調(diào)整的論證工作。綜合考慮國(guó)際前沿,、科學(xué)價(jià)值,、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行性等因素，最終確定了月球背面軟著陸和巡視勘察的總體方案,。

專(zhuān)家介紹,，月球背面始終背對(duì)地球，屏蔽了地球的無(wú)線電,、閃電和極光等干擾信號(hào),，在月球背面獨(dú)特的電磁環(huán)境條件下，開(kāi)展低頻射電觀測(cè)研究,，將填補(bǔ)100KHz—10MHz射電天文觀測(cè)空白,，有望取得行星際激波、日冕物質(zhì)拋射和空間傳播機(jī)理等方面原創(chuàng)性成果,。

此外,，月球背面與正面的地質(zhì)特征存在很大差異，嫦娥四號(hào)對(duì)月球背面開(kāi)展形貌,、物質(zhì)組成,、月壤和月表淺層結(jié)構(gòu)的就位與巡視綜合探測(cè)，將促進(jìn)對(duì)月球早期演化歷史的新認(rèn)知,。

因此,，嫦娥四號(hào)任務(wù)肩負(fù)人類(lèi)探索未知領(lǐng)域的重要使命，將突破一系列極具挑戰(zhàn)的高新技術(shù),，是開(kāi)展后續(xù)月球探測(cè)的序章，也將促進(jìn)人類(lèi)探索向更加深遠(yuǎn)的太空邁進(jìn),。

據(jù)了解,，我國(guó)將于年底擇機(jī)發(fā)射嫦娥四號(hào)著陸器和巡視器，在中繼測(cè)控支持下實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸,，開(kāi)展就位和巡視探測(cè),，這些科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)再通過(guò)中繼星轉(zhuǎn)發(fā)至地面接收站，開(kāi)展相關(guān)科學(xué)研究,。

我國(guó)探月工程開(kāi)始于2004年,，計(jì)劃在2020年前按“繞、落,、回”的發(fā)展思路分三期組織實(shí)施,，實(shí)現(xiàn)探月工程既定目標(biāo),。

本報(bào)記者 馮 華