地面和月球背面之间为啥需要一座“鹊桥”

5月21日5时28分，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。这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。

据介绍，探月工程“嫦娥四号”任务将实现国际首次月球背面软着陆和巡视勘察。而这次发射的“鹊桥号”中继星将承担“嫦娥四号”着陆器和巡视器与地球间的通信和数传任务。也就是说，这颗中继星是航天人搭建起的地月信息联通的“天桥”。为什么要这么做？

专家解释，这是由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同，所以月球总有一面背对着地球，这一面称之为月球背面。着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡，无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，因此需要一颗中继星。

據介绍，“鹊桥号”中继星将在地月连线延长线的拉格朗日L2点附近，围绕L2点飞行，实现对地、对月中继通信，保障“嫦娥四号”任务实施。这颗中继星到月球的平均距离约为6.5万公里，距地球则为40多万公里。

拉格朗日点又称为平动点，于1772年由法国数学家拉格朗日推算得出，是指一个小物体在两大物体的引力作用下，小物体相对于它们基本保持静止的空间点。该空间点有5个，分别为L1、L2、L3、L4、L5。在拉格朗日点上，探测器消耗很少的燃料即可长期驻留。

专家介绍，月球背面始终背对地球，屏蔽了地球的无线电、闪电和极光等干扰信号，在月球背面独特的电磁环境条件下，开展低频射电观测研究，将填补100KHz至10MHz射电天文观测空白，有望取得行星际激波、日冕物质抛射和空间传播机理等方面原创性成果。

此外，月球背面与正面的地质特征存在很大差异，“嫦娥四号”对月球背面开展形貌、物质组成、月壤和月表浅层结构的就位与巡视综合探测，将促进对月球早期演化历史的新认知。（摘自《人民日报》5.22）