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地月最强“传声筒”鹊桥二号有何绝招?总设计师张立华揭秘

2024-04-15 07:42:57 | 来源:新华社
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  国家航天局今天宣布,鹊桥二号中继星任务取得圆满成功。鹊桥二号中继星被称作是我国探月四期任务的“总开关”,它的地位为何如此重要?来听鹊桥二号中继星总指挥兼总设计师张立华为我们独家揭秘。

  鹊桥二号是探月四期任务的“总开关”

  今年3月20日,鹊桥二号由长征八号火箭送入太空。它重约1.2吨,主要用于转发月球背面与地球之间的通信。之所以需要用到它,是因为降落在月球背面的探测器无法直接和地球通信,因此需要一颗卫星来做“传声筒”。此前,为了保障在月球背面着陆的嫦娥四号,我国发射了鹊桥号中继星负责中继通信,目前它正在超期服役。

  航天科技集团五院鹊桥二号中继星总指挥、总设计师 张立华:我们要支持嫦娥六号、七号、八号以及接替支持嫦娥四号任务,因为鹊桥中继星也是超过了预期的设计寿命,所以这样就要为4次任务10余个探测器来提供中继通信的服务,因此它任务应该还是比较重的。

  鹊桥中继星为嫦娥四号量身打造,而鹊桥二号却要照顾十几个状态不一的探测器,张立华说,为了解决这些问题,他们通过设计,让鹊桥二号上可以像我们的手机一样更新升级,这样就能适应更加复杂的任务。

  航天科技集团五院鹊桥二号中继星总指挥、总设计师 张立华:嫦娥八号任务,它目前还处在方案阶段、论证阶段,未来它也可能有一些新的需求,我们也在一定程度上可以去进行软件的重新设计,来满足它的新的需求。

  鹊桥二号为何使用新型绕月轨道?

  根据探月四期的需求,鹊桥二号还设计了新型的绕月飞行轨道,这在过去的探月任务中从未使用过。

  嫦娥六号计划到月球背面的南极-艾特肯盆地进行采样,后续我国已经规划的月球探测任务也主要集中在月球南极地区,为了尽可能地满足通信要求,研制团队为鹊桥二号设计了一条新轨道——环月大椭圆轨道。鹊桥二号在上面运行,可以保持长期不变的稳定状态。这样,推进剂可以用到最少,大大节省它的消耗量。

  航天科技集团五院鹊桥二号中继星总指挥、总设计师 张立华:轨道是一个大椭圆的轨道,近月点在月球的北极地区,离月球很近,只有几百公里,而远月点是在16000公里左右,这样相当于它的远月点一直处于南极区域的上方,这样对南极地区的探测器就能够提供更长的通信覆盖的时间。

  这条轨道非常适合嫦娥六号任务,鹊桥二号在这条轨道上飞行一圈需要24小时,这样它每天可以为嫦娥六号提供超过21小时的中继通信覆盖时间。

  航天科技集团五院鹊桥二号中继星总指挥、总设计师 张立华:嫦娥六号在月背的时间只有两天,工作很多、时间很紧,要求每天要保证18小时以上的通信覆盖时间。所以我们在研制过程中也是不断地对轨道设计进行优化,这样能够更好地支撑嫦娥六号完成月面的取样任务。

  嫦娥六号完成任务后,鹊桥二号将会调整到绕月周期为12小时的轨道,继续保障后续的嫦娥七号、嫦娥八号等任务。

  地月最强“传声筒”!鹊桥二号有绝招

  相比于鹊桥号,鹊桥二号不仅能够支持更多的航天器进行中继通信,它作为一个“传声筒”,“传话”能力可比鹊桥号强了不少。

  鹊桥二号可以说是鹊桥号的升级版,它的“传话”速度非常快,一秒钟就可以传输一部电影,有这么快的通信速度,其中一个原因就是鹊桥二号距离月球要比鹊桥号近得多。

  航天科技集团五院鹊桥二号中继星总指挥、总设计师 张立华:鹊桥中继星距离月球最远实际上接近9万公里,在这样的距离上,它能提供的码速率就相对比较低。现在我们选择支持嫦娥六号任务轨道,鹊桥二号最远的是16000公里左右,所以从距离上来讲应该是大幅地缩短,为我们提高通信速率创造了条件。

  从外观上看,鹊桥号和鹊桥二号都装了一个伞状的天线,然而它们的功能却大有不同。由于鹊桥号只需要保障月球背面的嫦娥四号,它飞行在月球背面,用一个天线面向月球和地球就可以完成任务。

  但由于鹊桥二号还需要支持后续大量月球南极的任务,因此鹊桥二号选择了绕月飞行,这样天线就不能同时指向地球和月球,因此研制团队为鹊桥二号配置了另一个小天线,两个天线各有分工。

  航天科技集团五院鹊桥二号中继星总指挥、总设计师 张立华:大家可以看到有一个小锅,这个是用来对地进行数据传输的。我们在轨工作的时候,实际上就是伞天线指向月面探测器的同时,这个小锅指向地面站,来确保这样同时把探测器数据收过来,然后再转到地面站。(央视新闻客户端) 【编辑:李岩】 新华通讯社出品

(责编:牛镛、袁勃)

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