探月工程四期開(kāi)啟新征程

　　地月之間架起新“鵲橋”(科技自立自強) 　

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　　3月20日8時(shí)31分，鵲橋二號中繼星成功升空，開(kāi)啟奔月之旅。作為我國發(fā)射的第二顆在地球軌道以外的專(zhuān)用中繼星，鵲橋二號將為正在運行的嫦娥四號和即將開(kāi)展的嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號等探月工程四期任務(wù)，在地月之間架起一座新的通信橋梁。

　　3月20日8時(shí)31分，鵲橋二號中繼星由長(cháng)征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射升空。鵲橋二號中繼星作為探月工程四期后續任務(wù)的“關(guān)鍵一環(huán)”，將架設地月新“鵲橋”，為嫦娥四號、嫦娥六號等任務(wù)提供地月間中繼通信。

　　長(cháng)征八號遙三運載火箭飛行24分鐘后，星箭分離，將鵲橋二號中繼星直接送入近地點(diǎn)高度200公里、遠地點(diǎn)高度42萬(wàn)公里的預定地月轉移軌道，中繼星太陽(yáng)翼和中繼通信天線(xiàn)相繼正常展開(kāi)，發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

　　這座新“鵲橋”有何不同？未來(lái)將發(fā)揮什么作用？探月工程四期后續如何開(kāi)展？

　　地月通信功能更廣、性能更強

　　“鵲橋二號中繼星作為探月工程四期任務(wù)實(shí)施的‘關(guān)鍵一環(huán)’，將起到通信樞紐的作用。”中國國家航天局探月與航天工程中心副主任葛平表示，此次鵲橋二號發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功，實(shí)現了準時(shí)發(fā)射、精確入軌、精準控制，為后續執行一系列飛控任務(wù)奠定了堅實(shí)基礎。

　　為何要發(fā)射鵲橋二號中繼星？

　　專(zhuān)家表示，由于月球始終有一面背對地球，著(zhù)陸在月球背面的探測器受到月球自身的遮擋，無(wú)法直接實(shí)現與地球的測控通信和數據傳輸。這時(shí)就需要一顆中繼星，為地面和月球探測器之間架起信息聯(lián)通的橋梁。取名“鵲橋”，來(lái)源于古老的民間傳說(shuō)，既體現了中國傳統文化特色，又形象解釋了這顆衛星的特殊作用。

　　我國曾在2018年發(fā)射了首顆中繼星“鵲橋”，為月球背面著(zhù)陸的嫦娥四號探測器提供中繼通信。如今，“鵲橋”中繼星已經(jīng)在軌工作多年，處于超期服役狀態(tài)。

　　“探月工程四期任務(wù)開(kāi)展著(zhù)陸探測以及采樣的地點(diǎn)主要位于月球南極和月球背面地區，因此需要功能更廣、性能更強的中繼星，架設起月球對地球新的‘中繼通信站’，解決月球背面探測器與地球間的通信和數傳問(wèn)題。”葛平表示。

　　根據探月工程四期任務(wù)的需要，科研人員對鵲橋二號中繼星進(jìn)行了攻關(guān)。與“鵲橋”中繼星相比，鵲橋二號中繼星技術(shù)創(chuàng )新更多、技術(shù)狀態(tài)更多、功能更強、接口更為復雜、研制難度更高、任務(wù)時(shí)間跨度更大。此外，在實(shí)施中繼通信任務(wù)之外，鵲橋二號還攜帶了多臺科學(xué)載荷，將執行科學(xué)探測任務(wù)。

　　據介紹，除了服務(wù)于中國探月工程四期，后續鵲橋二號中繼星還可為國內外月球探測提供中繼通信支持。

　　長(cháng)征八號運載火箭首次“奔月”

　　執行本次發(fā)射任務(wù)的長(cháng)征八號運載火箭，是新一代中型兩級液體捆綁式運載火箭，填補了我國3—5噸太陽(yáng)同步軌道運載能力空白。值得一提的是，這次發(fā)射也是長(cháng)征八號運載火箭首次奔赴地月轉移軌道。

　　據介紹，研制團隊根據多窗口多彈道、低空高速飛行剖面等任務(wù)需求，對火箭進(jìn)行了設計改進(jìn)和優(yōu)化。

　　“此次我們?yōu)轾o橋二號中繼星任務(wù)量身定制了3項‘本領(lǐng)’——更完善的彈道設計、更靈活的主動(dòng)滾轉技術(shù)和更安全的熱防護措施。”火箭研制團隊相關(guān)負責人表示。

　　專(zhuān)家介紹，作為一顆環(huán)月衛星，鵲橋二號中繼星的發(fā)射窗口為“月窗口”，即一個(gè)月只有幾天的時(shí)間。火箭研制團隊從第一窗口開(kāi)始，設計了連續3天、每天2條共計6條彈道，確保衛星在多種情況下都能順利出發(fā)、安全抵達。

　　此外，為了應對高空風(fēng)對火箭發(fā)射的影響，研制團隊在使用自主抗干擾控制技術(shù)等成熟方法之外，還為這次的長(cháng)征八號運載火箭增加了自動(dòng)滾轉減載技術(shù)，使火箭用更穩定的優(yōu)勢面來(lái)應對高空風(fēng)，通過(guò)自身的旋轉抵消掉高空風(fēng)的影響。

　　與長(cháng)征八號運載火箭擅長(cháng)執行的太陽(yáng)同步軌道任務(wù)相比，地月轉移軌道的入軌高度更低、火箭飛行速度更快。當火箭高速穿越大氣層時(shí)，箭體與大氣摩擦產(chǎn)生的溫度更高，端頭和前錐首當其沖。為此，火箭研制團隊為火箭多“穿”了一層熱防護涂層，火箭重點(diǎn)部位增加了厚度，更能適應地月轉移軌道的嚴酷條件。

　　嫦娥六號將于上半年擇機發(fā)射

　　“發(fā)射成功只是第一步，后續鵲橋二號中繼星還需要進(jìn)行軌道中途修正、近月制動(dòng)等一系列重要動(dòng)作。”葛平介紹，鵲橋二號中繼星調整進(jìn)入24小時(shí)周期的環(huán)月大橢圓凍結軌道后，將與嫦娥四號進(jìn)行在軌對通測試，與嫦娥六號進(jìn)行天地對通測試，驗證它們天地聯(lián)合工作的協(xié)調性、匹配性，判定鵲橋二號中繼星是否具備支持嫦娥六號實(shí)施月背采樣返回的能力。

　　嫦娥六號將于今年上半年擇機發(fā)射。對于嫦娥六號即將開(kāi)展的月背采樣返回任務(wù)，專(zhuān)家表示，迄今為止人類(lèi)已進(jìn)行的10次月球采樣返回均位于月球正面，月球背面整體相對月球正面更為古老，且存在月球三大地體之一的艾特肯盆地，具有重要科研價(jià)值。嫦娥六號任務(wù)預選著(zhù)陸區位于月球背面南極—艾特肯盆地，以期發(fā)現并采集不同地域、不同年齡的月球樣品，增進(jìn)人類(lèi)對月球的認知。任務(wù)實(shí)現采樣返回后，科學(xué)家將對月球背面樣品進(jìn)行系統、長(cháng)期的實(shí)驗室研究，分析月壤的結構、物理特性、物質(zhì)組成等，深化月球成因和演化歷史的研究。

　　當前，國際上掀起了新一輪探月熱潮，世界主要航天國家都在積極開(kāi)展探月活動(dòng)。葛平表示，中國探月工程向來(lái)重視國際合作，中國探月的合作之門(mén)始終敞開(kāi)，這在以往的探月工程任務(wù)中已有很多生動(dòng)案例和共贏(yíng)成果。中國已向國際開(kāi)放嫦娥五號月球科研樣品申請，后續探月工程四期、行星探測工程相關(guān)任務(wù)也將面向世界公開(kāi)征集合作方案。

　　據了解，嫦娥六號任務(wù)搭載了法國的氡氣探測儀、歐空局的負離子探測儀、意大利的激光角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個(gè)載荷和衛星項目。與此同時(shí)，我國正在加快推進(jìn)國際月球科研站大科學(xué)工程，希望更多國際伙伴加入，共同拓展人類(lèi)認知疆域，為和平利用太空、推動(dòng)構建人類(lèi)命運共同體作出貢獻。

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　　探月工程四期包括哪些任務(wù)？

　　我國探月工程四期于2021年12月獲批實(shí)施，由嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號4次任務(wù)組成。其中嫦娥四號已于2018年12月發(fā)射，實(shí)現了世界首次月球背面軟著(zhù)陸巡視探測；嫦娥六號將于今年上半年擇機發(fā)射；嫦娥七號和嫦娥八號將構建月球科研站基本型，開(kāi)展月球環(huán)境探測等任務(wù)。

　　本報記者 馮華 人民日報