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美方主動上門,開口借衛星,月球背面的中國衛星,NASA登月繞不開

2024-06-25科學

導語

「讓我看看你們的照片。」

這是一位手握巨款的美國富翁,在發射前交給NASA的工作人員的一句話,可是他想借NASA的「鏡子」一看就算了,氣急敗壞的NASA回應道這是非常嚴重的行為,被NASA送上「黑名單」,今後將不再允許他買賣火箭。

NASA不喜歡別人問它借工具,然而卻有一件事情,NASA主動來找中國讓它「開個眼界」。

那就是美國在登月任務中,發現了一個問題,那就是NASA與登月探測器的通訊可能會出現盲區,美國主動提出想要借用中國的鵲橋中繼衛星來解決這個問題,而鵲橋中繼衛星就是中國在月球背面為探測器發射的衛星。

為什麽美國會主動借中國的月球衛星?

這背後有沒有什麽玄機,而鵲橋中繼衛星又是如何工作的?

中國月球計劃。

中國的嫦娥探測器,已經舉世矚目,在前兩次成功登陸月球之後,中國的探測器再次取得突破,在2019年成功著陸月球背面的馮卡門撒烏德撒撒基督教交流。

雖然只是初次登陸,但是這已經是中國在世界上第四個能夠實作人造衛星探測器登陸月球的國家,而且還是第一個登陸月球的國家,從此中國宣告進入太空「大國」行列。

接下來中國將向更高的目標發起進攻,那就是在2030年之前,實作載人登月。

這個目標是十分龐大的,因為載人登月不僅需要有條件的太空飛船將探測器送到月球上,還需要有辦法在登陸之前讓裏面的太空人能夠在太空中生存。

而想要讓太空人在太空中生存,必須要有衛星或者其他器材來幫助,而這個任務就落在了中國的鵲橋中繼衛星身上。

2018年,鵲橋衛星順利執行任務,在此之前,還有一個咨詢小組專門對鵲橋的軌域位置做了修改,還有對它的數據處理、通訊等等做了相應的提升,最終鵲橋順利到達地-月L2點位置上。

值得一提的是L2點的位置,靠近地球,同時也靠近月球,很多衛星選擇在這個地方進行觀測,那是因為這個位置能夠同時觀測到兩邊的現象,相當方便。

這也是鵲橋衛星選擇這個點位置,來實作和地球的長時間通訊,而這也是全世界第一顆它,所以鵲橋成為了當之無愧的名副其實的名號。

鵲橋的衛星重量,只有425千克,用天地工程衛星進行推進,這樣就可以保證它的燃料充足。

而且還有一個好處,就是鵲橋適合開展點對點的通訊,雖然它的重量很輕,卻能夠對比之前的衛星來說,更節省燃料。

同時,還可以保證衛星的使用壽命,所以鵲橋是非常合適的。

而鵲橋的效能,可以實作高速率的數據的回傳,同時還能夠跟地球控制中心建立數據鏈路,從而進行數據處理和指令下達。

鵲橋的通訊鏈路中,還包括了一個點對點的通訊鏈路,於是鵲橋的衛星成為了一個非常適合當中繼衛星的存在。

並且鵲橋能夠在地-月L2點的位置上,建立完善的站間通訊鏈路,也就是說,就算探測器再遠的地方,也可以用鵲橋來做中繼,這樣就能夠對距離很遠的探測器進行數據收發。

在鵲橋到達L2點之後,發射的嫦娥四號探測器升空,同時進行了月球軌域維護工作,保證了嫦娥四號高質素完成軌域上的切換任務,來到環月軌域上。

隨後嫦娥四號探測器靠近月球,對它進行了軌域捕獲控制,將嫦娥四號送到合適的位置,然後再將嫦娥四號的軌域上的參數,發送到地球控制中心。

在這一系列的操作當中,鵲橋都發揮了關鍵作用,因為嫦娥和鵲橋都在軌域上飛,所以也進行了軌域上的協作,鵲橋將指令發送到嫦娥四號探測器上,然後控制了嫦娥四號的發動機,進行了軌域的正確切換。

讓中國適應月球探測。

在鵲橋抵達地-月L2點上之後,很快就發射了嫦娥四號衛星。

嫦娥四號的探測器,是中國運用衛星遙感技術,搭載著多個探測器,對月球進行地質構造、光學成分的探測,還有進行巡視、勘測工作。

這對嫦娥三號探測器進行登陸位置的選擇,以及登陸區域的確定有著非常重要的作用,這樣綜合起來,就能夠進行一個全面的觀測。

同時對月球地質的研究也有著重要的作用,這對於中國後期想要開發成本低,效益高,生活質素高的月球基地有著非常重要的作用。

所以嫦娥四號探測器,這一次發射,就跟嫦娥三號的發射原理差不多,都是透過「一箭雙星」的發射原理,首先將嫦娥四號和鵲橋都送進太空。

隨後,嫦娥四號的探測器內建一個發動機,發射進入軌域,同時讓這兩者之間的距離拉近,就可以比較方便的進行數據傳輸。

在這樣充滿「千鈞一發」的任務中,鵲橋都可以進行數據的處理和指令的下達,嫦娥四號就能將不斷接收到的指令,進行處理,到合適的位置上。

當這兩者之間的距離拉近之後,就可以將軌域上的參數發送給地球控制中心,這樣地球上的控制人員,就能夠總結出這一系列操作的完成結果,這樣就能夠探明月球,同時能夠更加了解這些數據的背後隱藏的資訊。

但是鵲橋的作用,遠不止如此,因為鵲橋主要負責的工作,就是將嫦娥四號從地球-月的軌域到月球的軌域上的維護工作,同時也負責對嫦娥四號的著陸器下的訊號發送,進行中繼。

所以鵲橋主要的作用,就是解決了月球背面的通訊盲區問題,它將數據傳輸的工作,從地球到月球背面的探測器上,這就非常重要,同時還解決了由此帶來的對於在地球上的控制人員的不方便。

所以鵲橋正是在這些工作中,發光發熱,一直保持著它的位置,為嫦娥四號的探測工作,提供了極大的便利,同時也增加了中國在探月資訊的傳輸速度。

由於鵲橋的軌域是淩日的軌域,所以中國對它的命名是「嫦娥」,所以嫦娥四號探測器的登陸後,一系列工作都進行得非常順暢。

同時,鵲橋也對控制中心產生了非常大的作用,因為它能夠保證地球與月球之間能夠建立穩定的通訊鏈路,相當於地球上的控制人員,都安心的讓嫦娥四號進行探測。

而鵲橋面臨的最大挑戰,就是它要攻克暈軌域保持方面的技術難題,這一技術難題,中國在它之前,還沒有進行過的嘗試,所以在這方面,中國缺乏經驗。

中國月球背面的角色。

中國在發射衛星的時候,經常會采用先衛星軌域上的設計,然後再對衛星的軌域上的參數進行調整。

而衛星在軌域上的保持,就是保證衛星的健康,同時它還可以對它的指定軌域上進行執行。

這樣在衛星上又進行了修改之後,就要對衛星的通訊系統進行檢查,保證它可以正常的進行通訊,並且還要對衛星的電源系統進行檢查,保證它能夠正常的執行,在這之後,就可以對衛星進行發射。

但是對於暈軌域這一方面,衛星也將出現一個現象,它的軌域的平面不會和地月的平面重合,所以也要對衛星的燃料系統進行調整,然後才能進行發射。

所以鵲橋只能靠自己的能力,來攻克這一難題,而鵲橋,在此之前,還沒有進行過此類的嘗試,所以鵲橋靠自己的能力,將執行到地月L2點的位置上。

同時還需要將嫦娥四號的軌域上的數據,進行處理,這也是鵲橋的第二個難點。

這樣一系列的技術難題,都被鵲橋一一攻克,所以鵲橋的中繼衛星,發射之後,成功的執行了一年之後,要進行維護工作,對它的系統進行了最佳化。

所以鵲橋2號的衛星,將在2020年,發射上去,對後續嫦娥六、七、八號探測器,提供服務。

鵲橋衛星的意義。

中國作為第四個登陸月球的國家,後續會發射嫦娥五號,對月球的地質進行研究。

嫦娥五號的衛星,將在地球的軌域上,執行一年,一年之後,進行軌域上的維護,進入投放軌域上,送往空間站。

隨著現階段,中國在月球探測的任務上,已經圓滿完成,對月球基礎的研究也有了,很多的知識,但是還有許多的知識,還需要嫦娥五號的探測,所以鵲橋2號,也會對嫦娥五號的探測進行支援。

由於中國在月球探索方面,註重基礎系統的建設,所以在深空航行通訊的方面,中國技術緊跟世界的步伐。

我們將在深空通訊領域,主導世界的技術。

而美國呢?

在探月方面,都是以探測器為主,基礎系統的建設上,一直處於空白,所以中國在月球探索的戰略上,與美國是有差別的。

美國為了攻克當時的技術難題,一直在研究,同時還進行了幾次登陸的任務,但是都沒能登陸到月球,最終放棄了登陸的任務,然而中國為了保護嫦娥探測器,只是搭載一個小軌域器,就進行了一次月球的探測。

這背後也是中國在月球探索的策略上,對於基礎系統的建設,保持了一種有序、規範的工作,這樣就能保證工作的高效,同時還能為未來的發展做出貢獻。

中國在深空探索的未來。

由於後面國家與國家之間,合作方面,會出現一定的摩擦,所以中國尚未實作與國際深空通訊的合作。

建立中國的深空通訊導航系統,將會為中國在國際航天領域的影響力。

當今,中國已經成為了第二個實作深空通訊的國家,接下來將會從深空探索,推進月球基地的建立,同時還會對向更遠的行星探索。

鑒於中國已經掌握了一定的技術,中國將在世界上主導一場繞地球的航天競賽,同時還會在月球基地的建設,探測技術方面,得到許多的支持,這將為中國的航天事業創造更多的輝煌。

隨著後續月球活動的增多,地月通訊需求也會大幅的增長,對通訊中繼衛星也提出了更高的要求,所以中國在這方面,有望發揮出更加重要的作用。