牵线搭桥 鹊桥号在行动

刘业生

传说中鹊桥连接银河两岸，牛郎织女得以相会。现实中，“鹊桥号”连接地球与月球，让人类可以对月球背面一窥究竟。2018年5月21日凌晨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，成功将嫦娥四号中继星“鹊桥号”发射升空。它将为今年年底实施的嫦娥四号月球背面软着陆穿针引线，在地面和月球背面之间架起通信的桥梁。

鹊桥号发射成功

你所不知道的鹊桥号

架起鹊桥为哪般

月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同，因此月球永远只能以同一面朝向地球。当飞行器飞到月球背面，就难以和地球进行通信，那将变成彻底的“盲飞”。这也是长期以来，人类探测器从未在月球背面着陆的主要原因。为什么不架起一座“鹊桥”，实现地球与月球背面的通信呢？基于此，鹊桥号横空出世，这是一颗中继卫星，被形象地称为“卫星的卫星”，任务就是为卫星、飞船等航天器传输数据。

鹊桥架在哪儿？

首先，鹊桥号要架在一个既能“看到”月球背面，又能“看到”地球的地方，这样才能保证二者通信畅通无阻。其次，鹊桥号还得把“家”安在一个相对平稳的处所，这就不得不提拉格朗日点，即太空中两个天体的引力平衡点，被戏称为“太空最佳停车位”。地球和月球之间有五个拉格朗日点，第二个拉格朗日点L2距月球约6.5万千米，距地球约44.9万千米。我们的鹊桥号就围绕该点运行。

身轻如鹊，五脏俱全

2018年4月24日，时值第3个“中国航天日”，鹊桥号正式获得了自己的“芳名”。人如其名，它确实“身轻如鹊”，整个重量不足500千克，却能自己调姿和变轨，还带有直径4.2米的大天线，能够和地面及嫦娥四号着陆器进行高速通信。

鹊桥号的世界之最

最大口径通信天线

在远离地球的月球背面，如何建立远距离数据通信连接至关重要。这个通信能力与天线的“本事”密不可分。在这方面，鹊桥号当仁不让。2018年5月21日6时20分，鹊桥号伞状天线缓缓展开。这个展开后口径达4.2米的大型天线，是人类深空探测任务史上最大口径的通信天线。此外，天线还极其耐寒。在运行期间，鹊桥号会经过没有光照的阴影区，天线最冷的部件温度将达到230℃，没有耐寒的“体魄”可不行。

最远激光测距

除了为地球与月球背面牵线搭桥，鹊桥号还将尝试更多太空试验，激光测距便是其中之一。目前最远距离的激光测距试验发生在地月之间，而在比月球更远的地月L2点“徘徊”的鹊桥号将嘗试把远距离激光测距的纪录再度延伸。不出意外，它将使人类激光测距的纪录再增加约8万千米。

鹊桥号工作示意图

月球背面的遐想

月球是地球唯一的天然卫星，陪伴地球已经超过45亿年。然而这45亿年间，身处地球的人类从未一览月球背面的全貌。因此，人类关于月球背面的遐想不断。其实，月球背面不仅激发我们的好奇心，还有重大的科学意义。比如那里避开了来自地球的大量电磁干扰，处于电磁波“宁静区”，探测器能接收到更多微弱信号，像是宇宙形成早期发出的短波。这是否能帮我们找到宇宙起源的线索呢？那就让我们关注鹊桥号的精彩表现吧！