国家航天局发布消息,鹊桥二号中继卫星目前已经进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道,并于数天前与嫦娥六号进行了通信测试,话说嫦娥六号还没发射就和38万公里外的鹊桥二号联合作业,算是提前上班了。除此之外,位于月球背面的嫦娥四号也来帮场子,在鹊桥二号与嫦娥六号进行对通测试之前,其也与嫦娥四号进行了对通测试。

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火箭末级卫星支架相机拍摄鹊桥二号
天都二号远红外谱段月球成像,画面中较小的圆形图案是地球。

两次对通测试任务的成功标志着鹊桥二号任务的圆满成功,后面可以放心使用了。

两次对通测试任务对要去月球背面采样的嫦娥六号意义也同样重要,既验证月背中继通信功能,也验证了嫦娥六号自身的通信能力,为后续任务的实施奠定了坚实基础,由此不得不感叹中国航天的脚踏实地与前瞻性,高成功率就是这样来的。

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鹊桥二号中继通信示意图

话说,近一年时间以来,月球可以说是相当热闹,月球-25、月船三号、SLIM、奥德修斯等多个探测器是你方唱罢他登场,这些探测器都立志要登月,结果呢,不是撞月,就是摔断腿,更夸张的还有喷掉发动机尾喷管直接在月面倒栽葱的,只有吸取月船二号失败教训后的印度月船三号实现了既定目标,但也是一个短命的。

日本SLIM探测器在月面倒栽葱
SLIM探测器喷落的发动机喷管
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美国奥德修斯着陆器在月面摔倒

在他们这些任务之前,我国嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号是三次登月次次成功,连续示范三次他们都学不会,怎么办,那就继续学着点吧,嫦娥六号再给他们打个样。

自三年多前嫦娥五号完成我国首次月球采样返回任务以来,我们的登月行动也沉寂了一段时间,不过在此期间我国月面探测行动从未中断,五年前代表人类首登月球背面的嫦娥四号着陆器与玉兔二号月球车至今仍在运行。

嫦娥四号着陆器
玉兔二号月球车

嫦娥六号任务也是史诗级的,其所执行的是人类首次月球背面采样返回任务,嫦娥五号已经拿到了月球样品,为什么嫦娥六号还要去?

嫦娥六号再赴月球采样至少有两大价值,首先要知道月球是一颗星球,其表面积达到了3800万平方公里,是我国陆地疆域面积的将近4倍,嫦娥五号只获取一个位置的样本对于深入研究月球显然是远远不够的,通过嫦娥六号采样可以获取不同地点的月球样本,而且可以预见,未来还会有更多能力更强的月球采样返回探测器。

第二个价值就是攻克以月球背面起飞技术为代表的月背采样工程技术,进一步验证嫦娥系列着陆器的全月面到达能力,为后续载人登月任务的实施持续积累经验。

嫦娥五号月面表取采样

执行我国首次月背采样任务的两个探测器“嫦娥六号”与“鹊桥二号”的身份都是有故事的,话说为什么月背采样任务选择今年实施?这个问题和这哥俩的身份故事是有联系的。

嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份探测器,也是由轨道器、返回器及支撑舱、上升器、着陆器组成,发射质量皆为8吨级,整个飞行任务也将经历11个重大节点,即发射入轨、地月转移、近月制动、两两分离、着陆下降、月面工作、月面起飞、环月对接与样品转移、环月等待、月地转移、高速再入返回。

众所周知,当年因为CZ-5遥二火箭失利,嫦娥五号为等待火箭的成熟进入了封存期,而嫦娥六号作为备份探测器是与嫦娥五号一道生产测试的,嫦娥五号当初等了多久,嫦娥六号也等了多久,如今嫦娥五号早已完成任务,嫦娥六号就不能一直拖下去,毕竟器件也是有寿命限制的。

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嫦娥五号
嫦娥五号曾封存三年

嫦娥六号不同于嫦娥五号的是,后者是月球正面采样,不需要中继星,前者则是去月球背面,没有中继星是万万不行的。

的确,我们还有运行于地月拉格朗日L2点使命轨道的鹊桥一号中继星,但该星已经处于超期服役状态,且不说其通信码速率能否满足嫦娥六号的任务需求,即便满足,我们也不能将如此重大的探测任务寄托在一颗可靠性保障较低的中继星身上,因此它需要新的中继星,这就是鹊桥二号。

鹊桥一号拍摄的地月系

鹊桥二号原本是嫦娥七号的组成部分,嫦娥七号原本是一个多器组合的大规模探测器,由轨道器、着陆器、巡视器、中继星、飞跃器组成,发射质量也是8吨级。起初是计划让嫦娥七号先于嫦娥六号发射,如此一来新的中继星就能及时部署到位,以服务嫦娥六号的月背采样任务,但嫦娥六号拖不得,留给嫦娥七号的研制时间就很短,而它承担的月球极区探测任务需要应用更多的全新技术,需要时间。

嫦娥七号老构型

一个拖不得,一个又快不得,怎么办?任务团队想到了一个办法,就是让新中继星也就是鹊桥二号独立出去单独发射,这个办法可以说是四全其美:

1.新中继星可以提前发射,及时满足了嫦娥六号的任务需求;

2.为嫦娥七号争取到了更多的研发时间;

3.嫦娥七号剥离中继星之后解放了着陆器上方的安装空间,原本飞跃探测器就是与新中继星一起挤在着陆器的上方安装,没有了新中继星,飞跃探测器就可以造的更大,可以装载更多燃料,配置功能更强的探测载荷,这款飞跃探测器可以在月球表面反复起飞着陆,进而实现在月面的飞行移动,它将进入月球极区的永久阴影区原位探测水冰资源。

没有中继星的嫦娥七号新构型

4.单独发射的鹊桥二号也可以造的更大,该中继星采用CAST-2000卫星平台研制,发射质量达到了1.2吨,是鹊桥一号的将近3倍,能够同时为10个月面探测器提供中继通信服务,通信码速率相较于鹊桥一号提高了数十倍,在月球表面看高清直播丝毫无压力。

“四全其美”也证明了为什么说鹊桥二号是探月工程四期各项任务的总开关,因为没它真不行。该中继星的主责主业其实是月球南极区域的中继通信服务,服务嫦娥六号的月球背面采样任务,其实算是“兼职”,后续它还会变轨至12小时周期的大椭圆倾斜冻结轨道,为后续嫦娥七号、嫦娥八号等任务服务。

鹊桥二号中继星的X波段抛物面天线展开测试,该天线直径4.2米。

美国人对于我们的月球背面中继通信能力历来是垂涎三尺的,早在五年前我国探月工程总师吴伟仁就披露过,他们得知我们要发射鹊桥中继星并探测月球背面时,美国科学家向中方提出了多项合作请求。

后来经过多轮接触,最终我们同意了美方使用鹊桥号中继星的请求。

可以说我们的航天合作大门历来是敞开的,因为合作是双方获利,对于各自任务的实施都是利好。此次官宣鹊桥二号两次对通测试成功的报道中也再次释放了关于“开放”的信息,关键语:可为探月工程四期及后续国内、外月球探测任务提供中继通信服务

航天合作之门大开对美国人来说显然是机会来了,但能不能抓住机会就要看表现了,因为合作不是单向输出,而是双向奔赴,我能为你提供什么服务,你又能为我提供什么样的等价值服务?

如今我们的月背中继通信能力是更强了,有了鹊桥一号,还有能力更强的鹊桥二号,未来还会有全月球覆盖全时域覆盖的月球通导遥星座,届时不论探测器身处月球何方都能准确感知自身位置,还能与地球通信,地球还能获取任意月面位置的高精度图像及一系列遥感探测信息。

由我国主导的国际月球科研站

地月空间经济圈这个概念是我们最早提出的,但我们绝不仅仅是说说,而是身体力行的实践。