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        “鵲橋號”,到月亮背面看一看

        2018-06-07 06:30:54陸晨曦
        環(huán)球人物 2018年11期
        關(guān)鍵詞:鵲橋拉格朗天體

        陸晨曦

        5月21日凌晨5時(shí)28分,一枚“長征四號”丙火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空,搭載的是中國探月軍團(tuán)的新武器——“鵲橋號”?!谤o橋號”是人類歷史上第一個(gè)地月L2暈軌道的中繼星,用于實(shí)現(xiàn)月球背面和地球站之間的遙測通信??梢哉f,它就是今年年底將登月的“嫦娥四號”探測器的先鋒軍。

        要了解“鵲橋號”的工作,我們就得先從“嫦娥四號”說起。眾所周知,月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期都是27.32天,導(dǎo)致它只有一面對著地球,因此,我們在地球上永遠(yuǎn)沒法直接看到月球背面。上世紀(jì)60年代以后,人類進(jìn)行過各種月球探測。美國阿波羅登月計(jì)劃更是6次載人登上月球,可仍未有國家探索過月球背面?!版隙鹚奶枴钡墓ぷ?,就是讓著陸器和月球車在月球神秘的另一面著陸。

        由于受到月球自身的遮擋。著陸在月球背面的探測器無法直接實(shí)現(xiàn)與地球的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸,這就需要中繼衛(wèi)星對信息進(jìn)行“轉(zhuǎn)播”,而“鵲橋號”就是這樣一顆中繼衛(wèi)星。形象點(diǎn)說,它就像一面反射鏡,把月球背面的信號反射到地球,讓原本互不相見的兩個(gè)平面得以聯(lián)系,也算是名副其實(shí)的“鵲橋”了。

        “鵲橋”搭在哪兒呢?一般來說,人造衛(wèi)星應(yīng)該是在觀測天體的同步軌道上,但這在“地月系統(tǒng)”中有些難辦:月球的同步軌道高度約為8.8萬千米,這個(gè)位置距離月球?qū)嵲谔h(yuǎn),衛(wèi)星受到地球引力影響大過月球引力對它的束縛,沒辦法和月球保持同步靜止。

        于是,另一個(gè)相對靜止點(diǎn)出現(xiàn)了:拉格朗日點(diǎn)。拉格朗日點(diǎn)是指在宇宙空間里,一個(gè)小天體在兩個(gè)大天體的引力作用下,在該點(diǎn)能相對于兩大天體基本保持靜止。也就是說,在這個(gè)點(diǎn)上,中繼衛(wèi)星能同時(shí)相對于地球和月球基本靜止,讓觀測和信息傳遞達(dá)到最佳狀態(tài)。

        拉格朗日點(diǎn)有5個(gè)位置,最穩(wěn)定的是第二個(gè)位置,又稱為L2,即在兩個(gè)大天體的連線的延長線上,且在較小天體一側(cè)。在這個(gè)位置上,衛(wèi)星消耗很少且可長期駐留。所以?!谤o橋號”就被“分配”到地球和月球的L2軌道上。軌道距離地球40萬千米,離月球6.5萬千米。

        因此,最后形成的畫面是:月球在中間,被地球和“鵲橋號”夾擊。而“鵲橋號”始終能看到地球和月球,完成兩大任務(wù):一是遙測與遙控航天器,二是為探月航天器的地月通信進(jìn)行中繼??梢哉f,“鵲橋號”既是在替“嫦娥四號”探路,也是在為其鋪路。

        我們?yōu)槭裁匆@么大費(fèi)周折去看月球的背面呢?其實(shí),那里有一個(gè)神秘的“大坑”——艾托肯盆地。它直徑約2240千米,深13千米,是太陽系內(nèi)已知最大的環(huán)形山。這個(gè)盆地是個(gè)古老的區(qū)域,含有許多月球初始信息。因此,科學(xué)家認(rèn)為。深入了解月球背面,對研究月球的起源和演變、調(diào)查月球地質(zhì)和資源情況等有重要意義。同時(shí),月球背面可屏蔽各種來自地球的無線電干擾信號,能監(jiān)測到地球附近的太空無法分辨的電磁信號,對人類的宇宙探索有一定價(jià)值。

        希望到年底,有“鵲橋”相助。“嫦娥”能順利揭開月亮的神秘面紗,帶我們看看月亮的另一面。

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