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中国成功发射人类首个月球信号中继星 有何用处?

* 来源 :http://www.godet.cn * 作者 : * 发表时间 : 2018-08-31 23:56 * 浏览 :

原标题:中国成功发射人类首个月球信号中继星

5月21日5点28分,在我国西昌卫星发射中心,由中国航天科技集团有限公司抓总研制的嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空。卫星由火箭送入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道。

拍摄:我们的太空 吕炳宏拍摄:我们的太空 吕炳宏

月球是地球唯一的天然卫星,陪伴地球已经超过45亿年。它对地球地轴指向、自转稳定、周期潮汐、夜晚照明等有着巨大意义。可以说,离开了月球,地球根本不会是今天这种光景。

人类永远只能看到月球的“一面”

由于地球强大引力的影响,月球也付出了很大代价:地球将它的自转周期减慢为与围绕地球公转周期完全一样,也就是潮汐锁定。

在这种效应下,身处地球的人类基本永远只看到月球的“正面”,只能在月球的天秤动效应下(月球轨道是椭圆,在轨道不同点的公转速度不同,月球自转也相对地球轨道面有一定倾角)看到月球“背面”一小部分(积累下来的极限是18%)。但总体来看,人类是无法看全月球背面的。

人类在地球上永远只能看到的月球正面(左)和看不全的背面(右)(图片来源于NASA)人类在地球上永远只能看到的月球正面(左)和看不全的背面(右)(图片来源于NASA)

即便到了载人航天时代,由于月球整体的阻拦,背面成了地面通信的禁区。在过去的60年内,人类已经发射了超过百个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但仅有非载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗8/10/11/12/13/14/15/16/17看到过月球背面,没有任何一个能够实现月球背面的着陆。

也正因如此,人类关于月球背面的阴谋论和谣言甚嚣尘上,外星人基地、纳粹残余、月球人家园,这些甚至广泛出现在各种科幻作品中,各种演绎充满想象力。月球背面甚至得名“月之暗面”(尽管实际上背面也能被太阳照到,只是人类看不到而已)。

为实现月球背面的探测、登陆与研究,就必须把信号传递到那里。现在这个方案就是中国嫦娥四号登陆信号中继星,人类历史上首个,妥妥的。

信号中继卫星,是什么?

相信大家也可以想到:载人飞船环绕地球运行时,90分钟左右就能绕地球一周,如果到地球背面时,该怎么联系?

主要有三种方案:

1。全球布网测控站,但需要世界范围内都买单的强大政治影响力,还有海洋无法建站因素,显然很难;

2。 建立移动测控站,比如我国前后7艘远望号测量船中的2艘左右会在火箭发射时驶入大洋,但显然每次都航行到地球另一侧不现实;

3。 在太空中建立信号中继卫星网络,它们运转在距离地面35786千米高的轨道,与地球自转同步,只要3-4颗足够覆盖全球,它们就是“天眼”,但技术难度显然最高。

第三种提到的就是信号中继卫星,它们的功能就是接收、加工、转发其他卫星的信息,换句话说:“卫星的卫星”。拥有这个技术的国家/地区有美国、俄罗斯、欧洲、中国、日本,但目前处在完整工作状态下的中继卫星通讯系统中,仅有美国和中国能够实现全球覆盖。

举个典型的例子,2003年,中国航天第一人杨利伟进入太空,彼时他只能在飞到中国附近卫星测控站时才能与地球联系。无论是跟国防部长通话还是跟家人问候,一次大概5分钟就必须草草结束。

王亚平授课是通过天链一号系统(图片改编自中新网)王亚平授课是通过天链一号系统(图片改编自中新网)