3月20日8时31分,探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。火箭飞行24分钟后,星箭分离,将鹊桥二号中继星直接送入预定地月转移轨道,中继星太阳翼、通信天线相继正常展开,发射任务取得圆满成功。
鹊桥二号踏上奔月征途,它将为地球和月球架起通信的天桥。问题来了!
Queqiao-2
◆ 为什么要在地球和月球之间架“鹊桥”?
◆ 鹊桥二号长什么样?它也和鹊桥号一样带着金色“大伞”吗?
◆ 鹊桥号仍在工作,为什么我们还要发射鹊桥二号呢?
◆ 鹊桥二号和鹊桥号有什么不同?
01
为什么要在地球和月球之间架“鹊桥”?
月球是地球唯一的天然卫星,在地球上生活着的我们时常能够看到月球的身影。实际上,我们看到的一直都是月球的同一面,背向地球的那面直接用肉眼是无缘得见的。
地球上看到的
一直都是月球的同一面
由于地球和月球存在万有引力,这导致了一系列变化的发生。经过时间的洗礼,地球和月球之间的变化进入了一个稳定的状态——月球的一面一直朝向地球,另一面一直背向地球,所以,我们只能看到月球的一面,这就是“潮汐锁定”。其实,这种现象在天体之间是十分常见的。
当月球探测器落在月球背面,由于它的信号沿直线传播,不能拐弯,只能向着远离地球的方向传输,所以无法直接传输回地球。怎么办呢?当当!鹊桥中继卫星登场啦!它一边接收、传输来自地球的信号,一边接收、传输来自月球背面的信号,为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。
月球背面的探测器
不能直接传信回地球
02
鹊桥二号长什么样?它也和鹊桥号一样带着金色“大伞”吗?
鹊桥二号是鹊桥系列数据中继卫星的第二颗卫星,重1.2吨,携带了极紫外相机、阵列中性原子成像仪、地月VLBI试验系统三台工作载荷,不仅能为探测器传输数据,还可以执行科学探测任务。
鹊桥二号携带了三台工作载荷
与鹊桥号一样,鹊桥二号也携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把金色的大伞,发射时收起,入轨后展开。伞面十分精巧,是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。
等等!织就而成?没错,为了得到这金灿灿的钼丝网,科研人员可是煞费苦心。首先,为钼丝镀金,这也是为什么“大伞”看上去金光灿灿的。这样做能增强天线的通信性能,降低能耗,延长卫星的使用寿命。
编织鹊桥二号“大伞”
使用的材料是镀金钼丝
然后,要对钼丝进行拉制。为了让镀了金的钼丝在拉制以及之后的编织过程中牢固不破,科研人员还为钼丝添加了一些有机元素。
最后就是编织啦!为了让这片金色“伞面”能在太空完好展开和使用,科研人员将三根钼丝并在一起,使用有弹性、延伸性好、不易脱散的经编编织技术完成编织。
柔软又强韧,说的就是咱们鹊桥卫星的“大伞”天线啦!
03
鹊桥号仍在工作,为什么我们还要发射鹊桥二号呢?
2018年5月21日发射的鹊桥号中继卫星已经在轨工作近6年了,它的设计寿命只有5年,从去年开始就在超期服役。
我国探月工程的下一次任务是嫦娥六号,它将去往月球背面的南极-艾特肯盆地实施采样返回任务。为了保障任务顺利进行,一个稳定运行的数据中继卫星是不可或缺的。于是就有了鹊桥二号奔赴太空,进行数据中继及科学探测的同时,随时准备“替补”鹊桥号。
嫦娥六号将去月球背面
实施采样返回任务
巧妙的是,鹊桥二号的工作轨道在月球附近,可以与工作在地月拉格朗日L2点的鹊桥号联合使用。到那时,它们将一起在地月间为嫦娥四号、玉兔二号、嫦娥六号传输数据。
04
鹊桥二号和鹊桥号有什么不同?
鹊桥二号可以说是鹊桥号的升级版,它们有许多不同,可以总结为“更重、更长、更近、更多、更忙”。一起来看看吧!
更重
鹊桥二号重1.2吨,鹊桥号只比它的三分之一重一点,有425千克。
更长
鹊桥二号的设计寿命有8年,比鹊桥号的5年多3年。
更近
鹊桥二号将运行在绕月轨道上,最近时距离月球只有约300千米。而鹊桥号运行在地月拉格朗日L2点,距离月球约6.5万千米。更近的距离使鹊桥二号在数据传输方面将会更高效、更清晰、更完整。
更多
与单枪匹马的鹊桥号不同,鹊桥二号将与“天都一号”“天都二号”两颗小卫星绕月编队飞行,进行高精度月球轨道测定轨技术验证,为后续任务做试验。
更忙
鹊桥号是我国首颗地球轨道外专用中继通信卫星,主要为嫦娥四号、玉兔二号服务。相比而言,鹊桥二号就“忙”多了,未来的嫦娥六号、七号、八号以及后续探月任务,现在的嫦娥四号、玉兔二号都需要它。同时,它还要完成科学探测、技术验证等任务,真是个“大忙人”。
怎么样?这回知道鹊桥家的“仲鹊”有多厉害了吧!
编辑/杨斯爽
审核/陈立
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