深度关注 | 架设地月新“鹊桥”

　　3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。 新华社记者 杨冠宇 摄

　　神箭凌九天，鹊桥连霄汉。3月20日8时31分，在中国文昌航天发射场，长征八号遥三运载火箭搭载鹊桥二号中继星成功发射升空。作为探月四期后续工程的关键一步，鹊桥二号将架设地月新“鹊桥”，为嫦娥四号、嫦娥六号等任务提供地月间中继通信。“嫦娥”奔月，为何“鹊桥”先行？与嫦娥四号“鹊桥”中继星相比，鹊桥二号有哪些新特点？记者对此进行了采访。

　　鹊桥二号解决月球背面探测器与地球间的通信和数据传输问题

　　长征八号遥三运载火箭飞行24分钟后，星箭分离，将鹊桥二号中继星直接送入近地点高度200公里，远地点高度42万公里的预定地月转移轨道，中继星太阳翼和中继通信天线相继正常展开。至此，鹊桥二号中继星发射任务取得圆满成功。

　　“星”如其名，鹊桥二号是一颗负责“搭桥”的中继通信卫星。“由于月球始终有一面背对地球，着陆在月球背面的探测器受到月球自身的遮挡，无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。”据国家航天局探月与航天工程中心专家介绍，探月工程四期的任务将在月球南极和月球背面地区开展着陆探测以及采样，因此需要功能更广、性能更强的中继星，架设起月球对地新的“中继通信站”。鹊桥二号的强项，正是解决月球背面探测器与地球间的通信和数据传输问题。

　　发射成功只是第一步。鹊桥二号将在地面测控支持下，经过中途修正、近月制动，进入捕获轨道；随后经轨道控制后进入调相轨道，最后进入24小时周期的环月使命轨道，成为继“鹊桥”中继星之后世界第二颗在地球轨道以外的专用中继星，为嫦娥六号月球采样任务提供支持，并接力“鹊桥”中继星为嫦娥四号提供中继通信服务。

　　得益于对月球南极区域的通信覆盖能力，未来鹊桥二号还可以为着陆在月球南极区域的嫦娥七号和嫦娥八号探测器提供更长的通信时间，贴合未来国际月球科研站建设的需求。

　　鹊桥二号技术创新更多，长征八号首次执行地月转移轨道发射任务

　　2018年5月，嫦娥四号“鹊桥”中继星发射升空，成为世界首颗地球轨道外的专用中继通信卫星。它为嫦娥四号月球背面着陆和巡视探测任务立下了汗马功劳，已在太空中完成计划使命。

　　与“前辈”相比，鹊桥二号技术创新更多、技术状态更多、功能更强、接口更为复杂、研制难度更高、任务时间跨度更大。鹊桥二号不仅执行中继通信任务，还携带了极紫外相机等科学载荷，执行科学探测任务。

　　执行鹊桥二号发射任务的火箭也有诸多看点。长征八号火箭是我国新一代主力中型运载火箭，填补了中国太阳同步轨道3至5吨运载能力空白，并具备多种轨道发射能力。自2020年首飞以来，长征八号已执行三次任务，前两次都是将卫星送入太阳同步轨道，此次任务是长征八号首次执行地月转移轨道发射任务。

　　长征八号遥三运载火箭采用芯级捆绑两枚液体助推器的两级半构型，全箭总长50.3米，搭配4.2米宽、8米高的整流罩，凭借不低于1.3吨的地月转移轨道运力，直接将鹊桥二号中继星送入近地点高度200公里、远地点高度42万公里的轨道上。据航天科技集团一院研制人员介绍，研制团队根据多窗口多弹道、低空高速飞行剖面等任务需求，对火箭进行了设计改进和优化，扩展了任务适应性，提高了可靠性。此次还搭载发射了天都一号、天都二号通导技术试验星。

　　发射窗口是卫星上天的“时机”。由于地月转移轨道的特殊性，鹊桥二号的发射窗口期每个月只有3天，属于“窄窗口”。为了把握好宝贵的窗口期，研制团队采用多窗口多弹道设计，在这3天里每天规划2个发射窗口，准备了6套弹道设计方案，确保卫星顺利启程。

　　嫦娥六号将于今年上半年择机发射，执行月球背面采样返回任务

　　嫦娥六号将于今年上半年择机发射，执行月球背面采样返回任务。经计算，在嫦娥六号探测器着陆月球取样的两天时间内，鹊桥二号每天可以提供20小时以上的中继通信服务。

　　迄今为止，人类已经进行了十次月球采样返回，均位于月球正面。月球背面整体相对月球正面更为古老，具有独特的科学研究价值。“嫦娥六号任务将突破月球逆行轨道设计与控制、月背智能采样和月背起飞上升等关键技术，实施月背自动采样返回，同时开展着陆区科学探测和国际合作，如果成功，这将是人类首次在月球背面登陆并采样返回。”航天科技集团五院研制人员孟占峰告诉记者。

　　在科学研究方面，国家航天局探月与航天工程中心专家表示，嫦娥六号任务实现采样返回后，将对月球背面样品进行系统、长期的实验室研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成等，深化月球成因和演化历史的研究。

　　2021年12月，我国探月工程四期批准实施，由嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号4次任务组成，主要目标是对月球南极开展科学探测，建立起月球科研站的基本型。嫦娥四号已于2018年12月发射，实现了世界首次月球背面软着陆巡视探测。嫦娥七号和嫦娥八号计划于2026年、2028年发射。中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁此前表示，中国计划于2028年前构建国际月球科研站基本型，2030年实现载人登月，2040年前建成完善型的国际月球科研站，之后建设应用型月球科研站，形成中国人自己的多功能月球基地。（本报记者 柴雅欣）