嫦娥四号成功着陆月球背面开展探测任务

   北京人民网5月21日电 嫦娥奔月这个家喻户晓的神话故事，讲述了中华民族千百年来对宇宙好奇、探索月球的美好夙愿。2013年底，嫦娥三号成功实现了月球正面的软着陆，完成了巡逻探测任务，在中国探月史上树立了丰碑。这一成功进一步激发了中国对月球背面进行科学探测和登陆的信心。2015年11月30日，月球探测项目重大专项领导小组批准组织实施嫦娥四号任务，标志着月球背面登陆探测的正式开始。2018年5月21日，中国航天科技集团开发的嫦娥四号中继星鹊桥在西昌卫星发射中心成功发射，迈出了中国月球背面登陆的关键一步。

   神秘的月球背面

   众所周知，宇宙中的天体处于旋转状态，月球也不例外。然而，月球在旋转的同时也围绕着地球旋转。这两项运动正好达到了平衡，导致月球总是只有一面面向地球，另一面总是在背向地球的阴影下。因此，月球的背面探测已经成为航天事业的热点和难点。美国和欧洲国家都提出了探测月球背面的计划，但由于种种原因，它们最终没有实施。目前，人类还没有探测器到达神秘的月球背面。

   中继星鹊桥为何要开发发射？

   月球背面登陆探测面临一个很大的问题，即由于月球本身的阻挡，运行到月球背面的着陆器和巡视器无法与地球通信，可以说是两眼一抹黑。因此，如何解决登陆器和巡视器在月球背面与地球之间的通信问题已成为月球背面登陆探测的关键问题。

   鹊桥的本质是地月中继通信卫星。通过发射中继星鹊桥，可以以鹊桥为通信中继点，绕过月球实现着陆器与巡视器与地面的通信。因此，中继星鹊桥必须在地球和月球背面之间没有遮挡，这对鹊桥的运行轨道有很高的要求。

   鹊桥的运行轨道是什么？

   每颗卫星在宇宙中都有自己的运行轨道，如地球同步轨道、太阳同步轨道等，中继星鹊桥也不例外。鹊桥的运行轨道是绕地月L2平点的Halo轨道。该运行轨道具有长期可见于月球背面、地球地面站对中继星跟踪弧长、轨道维护成本低等优点。

   所谓地月L2平动点，又称地月拉格朗日点，是指地月两体旋转系统中的引力动平衡点。据研究，地月两体旋转系统中有五个平动点，运行在这五个平动点中的探测器可以以较低的消耗与地月两体旋转系统的几何结构保持不变。其中，L2平动点位于月球背面的地月延长线上，可以实现地球和月球背面的中继通信功能。

   至于Halo轨道，是美国人Farquhar根据F，1967年提出的概念arquhar如果在这条轨道上放置中继通信卫星，可以为月球背面着陆的探测器提供通信中继服务。基于这个想法，美国NASA航天局计划在阿波罗17号任务中实施，但最终因风险较大而放弃。

   鹊桥是如何实现中继通信功能的？

   中继星鹊桥由平台系统和载荷系统组成，装有三种低频射电天线:伞形抛物面天线、测控天线和数传天线。其中，伞形天线直径可达近5米，是人类深空探测任务史上最大的通信天线。

   中继星鹊桥采用对地链路统一、对月链路独立的设计方法。对于地面发送的中继星和月球探测器的上行指令和数据，统一使用链路；中继星和月球探测器的下传数据统一使用链路。中继星将指令和数据转发给月球探测器，并分别使用独立链路。

   成功发射鹊桥有什么意义？

   中继星鹊桥是中国航天科技集团自主研发的地月中继通信卫星。它也是人类历史上第一颗地球轨道外专用中继通信卫星，也是第一颗在地月L2平动点上使用H的中继通信卫星alo轨道卫星。鹊桥的成功发射标志着中国率先掌握地月中继通信技术，这是中国在月球探测领域的新突破。

   此外，中继星鹊桥的成功发射为嫦娥四号成功登陆月球背面的探测任务奠定了关键基础，为嫦娥四号探月工程的顺利完成提供了有力保障。