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美方主动上门,开口借卫星,月球背面的中国卫星,NASA登月绕不开

2024-06-25科学

导语

「让我看看你们的照片。」

这是一位手握巨款的美国富翁,在发射前交给NASA的工作人员的一句话,可是他想借NASA的「镜子」一看就算了,气急败坏的NASA回应道这是非常严重的行为,被NASA送上「黑名单」,今后将不再允许他买卖火箭。

NASA不喜欢别人问它借工具,然而却有一件事情,NASA主动来找中国让它「开个眼界」。

那就是美国在登月任务中,发现了一个问题,那就是NASA与登月探测器的通信可能会出现盲区,美国主动提出想要借用中国的鹊桥中继卫星来解决这个问题,而鹊桥中继卫星就是中国在月球背面为探测器发射的卫星。

为什么美国会主动借中国的月球卫星?

这背后有没有什么玄机,而鹊桥中继卫星又是如何工作的?

中国月球计划。

我国的嫦娥探测器,已经举世瞩目,在前两次成功登陆月球之后,中国的探测器再次取得突破,在2019年成功着陆月球背面的冯卡门撒乌德撒撒基督教交流。

虽然只是初次登陆,但是这已经是我国在世界上第四个能够实现人造卫星探测器登陆月球的国家,而且还是第一个登陆月球的国家,从此我国宣告进入太空「大国」行列。

接下来我国将向更高的目标发起进攻,那就是在2030年之前,实现载人登月。

这个目标是十分庞大的,因为载人登月不仅需要有条件的太空飞船将探测器送到月球上,还需要有办法在登陆之前让里面的宇航员能够在太空中生存。

而想要让宇航员在太空中生存,必须要有卫星或者其他设备来帮助,而这个任务就落在了中国的鹊桥中继卫星身上。

2018年,鹊桥卫星顺利执行任务,在此之前,还有一个咨询小组专门对鹊桥的轨道位置做了修改,还有对它的数据处理、通信等等做了相应的提升,最终鹊桥顺利到达地-月L2点位置上。

值得一提的是L2点的位置,靠近地球,同时也靠近月球,很多卫星选择在这个地方进行观测,那是因为这个位置能够同时观测到两边的现象,相当方便。

这也是鹊桥卫星选择这个点位置,来实现和地球的长时间通信,而这也是全世界第一颗它,所以鹊桥成为了当之无愧的名副其实的名号。

鹊桥的卫星重量,只有425千克,用天地工程卫星进行推进,这样就可以保证它的燃料充足。

而且还有一个好处,就是鹊桥适合开展点对点的通信,虽然它的重量很轻,却能够对比之前的卫星来说,更节省燃料。

同时,还可以保证卫星的使用寿命,所以鹊桥是非常合适的。

而鹊桥的性能,可以实现高速率的数据的回传,同时还能够跟地球控制中心建立数据链路,从而进行数据处理和指令下达。

鹊桥的通信链路中,还包括了一个点对点的通信链路,于是鹊桥的卫星成为了一个非常适合当中继卫星的存在。

并且鹊桥能够在地-月L2点的位置上,建立完善的站间通信链路,也就是说,就算探测器再远的地方,也可以用鹊桥来做中继,这样就能够对距离很远的探测器进行数据收发。

在鹊桥到达L2点之后,发射的嫦娥四号探测器升空,同时进行了月球轨道维护工作,保证了嫦娥四号高质量完成轨道上的切换任务,来到环月轨道上。

随后嫦娥四号探测器靠近月球,对它进行了轨道捕获控制,将嫦娥四号送到合适的位置,然后再将嫦娥四号的轨道上的参数,发送到地球控制中心。

在这一系列的操作当中,鹊桥都发挥了关键作用,因为嫦娥和鹊桥都在轨道上飞,所以也进行了轨道上的协作,鹊桥将指令发送到嫦娥四号探测器上,然后控制了嫦娥四号的发动机,进行了轨道的正确切换。

让中国适应月球探测。

在鹊桥抵达地-月L2点上之后,很快就发射了嫦娥四号卫星。

嫦娥四号的探测器,是我国运用卫星遥感技术,搭载着多个探测器,对月球进行地质构造、光学成分的探测,还有进行巡视、勘测工作。

这对嫦娥三号探测器进行登陆位置的选择,以及登陆区域的确定有着非常重要的作用,这样综合起来,就能够进行一个全面的观测。

同时对月球地质的研究也有着重要的作用,这对于我国后期想要开发成本低,效益高,生活质量高的月球基地有着非常重要的作用。

所以嫦娥四号探测器,这一次发射,就跟嫦娥三号的发射原理差不多,都是通过「一箭双星」的发射原理,首先将嫦娥四号和鹊桥都送进太空。

随后,嫦娥四号的探测器自带一个发动机,发射进入轨道,同时让这两者之间的距离拉近,就可以比较方便的进行数据传输。

在这样充满「千钧一发」的任务中,鹊桥都可以进行数据的处理和指令的下达,嫦娥四号就能将不断接收到的指令,进行处理,到合适的位置上。

当这两者之间的距离拉近之后,就可以将轨道上的参数发送给地球控制中心,这样地球上的控制人员,就能够总结出这一系列操作的完成结果,这样就能够探明月球,同时能够更加了解这些数据的背后隐藏的信息。

但是鹊桥的作用,远不止如此,因为鹊桥主要负责的工作,就是将嫦娥四号从地球-月的轨道到月球的轨道上的维护工作,同时也负责对嫦娥四号的着陆器下的信号发送,进行中继。

所以鹊桥主要的作用,就是解决了月球背面的通信盲区问题,它将数据传输的工作,从地球到月球背面的探测器上,这就非常重要,同时还解决了由此带来的对于在地球上的控制人员的不方便。

所以鹊桥正是在这些工作中,发光发热,一直保持着它的位置,为嫦娥四号的探测工作,提供了极大的便利,同时也增加了我国在探月信息的传输速度。

由于鹊桥的轨道是凌日的轨道,所以我国对它的命名是「嫦娥」,所以嫦娥四号探测器的登陆后,一系列工作都进行得非常顺畅。

同时,鹊桥也对控制中心产生了非常大的作用,因为它能够保证地球与月球之间能够建立稳定的通信链路,相当于地球上的控制人员,都安心的让嫦娥四号进行探测。

而鹊桥面临的最大挑战,就是它要攻克晕轨道保持方面的技术难题,这一技术难题,我国在它之前,还没有进行过的尝试,所以在这方面,我国缺乏经验。

中国月球背面的角色。

我国在发射卫星的时候,经常会采用先卫星轨道上的设计,然后再对卫星的轨道上的参数进行调整。

而卫星在轨道上的保持,就是保证卫星的健康,同时它还可以对它的指定轨道上进行运行。

这样在卫星上又进行了修改之后,就要对卫星的通信系统进行检查,保证它可以正常的进行通信,并且还要对卫星的电源系统进行检查,保证它能够正常的运行,在这之后,就可以对卫星进行发射。

但是对于晕轨道这一方面,卫星也将出现一个现象,它的轨道的平面不会和地月的平面重合,所以也要对卫星的燃料系统进行调整,然后才能进行发射。

所以鹊桥只能靠自己的能力,来攻克这一难题,而鹊桥,在此之前,还没有进行过此类的尝试,所以鹊桥靠自己的能力,将运行到地月L2点的位置上。

同时还需要将嫦娥四号的轨道上的数据,进行处理,这也是鹊桥的第二个难点。

这样一系列的技术难题,都被鹊桥一一攻克,所以鹊桥的中继卫星,发射之后,成功的运行了一年之后,要进行维护工作,对它的系统进行了优化。

所以鹊桥2号的卫星,将在2020年,发射上去,对后续嫦娥六、七、八号探测器,提供服务。

鹊桥卫星的意义。

我国作为第四个登陆月球的国家,后续会发射嫦娥五号,对月球的地质进行研究。

嫦娥五号的卫星,将在地球的轨道上,运行一年,一年之后,进行轨道上的维护,进入投放轨道上,送往空间站。

随着现阶段,我国在月球探测的任务上,已经圆满完成,对月球基础的研究也有了,很多的知识,但是还有许多的知识,还需要嫦娥五号的探测,所以鹊桥2号,也会对嫦娥五号的探测进行支援。

由于中国在月球探索方面,注重基础系统的建设,所以在深空航行通信的方面,我国技术紧跟世界的步伐。

我们将在深空通信领域,主导世界的技术。

而美国呢?

在探月方面,都是以探测器为主,基础系统的建设上,一直处于空白,所以我国在月球探索的战略上,与美国是有差别的。

美国为了攻克当时的技术难题,一直在研究,同时还进行了几次登陆的任务,但是都没能登陆到月球,最终放弃了登陆的任务,然而中国为了保护嫦娥探测器,只是搭载一个小轨道器,就进行了一次月球的探测。

这背后也是中国在月球探索的策略上,对于基础系统的建设,保持了一种有序、规范的工作,这样就能保证工作的高效,同时还能为未来的发展做出贡献。

中国在深空探索的未来。

由于后面国家与国家之间,合作方面,会出现一定的摩擦,所以我国尚未实现与国际深空通信的合作。

建立我国的深空通信导航系统,将会为我国在国际航天领域的影响力。

当今,我国已经成为了第二个实现深空通信的国家,接下来将会从深空探索,推进月球基地的建立,同时还会对向更远的行星探索。

鉴于我国已经掌握了一定的技术,我国将在世界上主导一场绕地球的航天竞赛,同时还会在月球基地的建设,探测技术方面,得到许多的支持,这将为中国的航天事业创造更多的辉煌。

随着后续月球活动的增多,地月通信需求也会大幅的增长,对通信中继卫星也提出了更高的要求,所以中国在这方面,有望发挥出更加重要的作用。