“鹊桥”传影如何实现 解密月背第一道痕迹影像图

嫦娥四号着陆器监视相机C拍摄的“玉兔二号”巡视器走上月面影像图 图片来源：国家航天局

　　来源：中国科学报

　　1月3日晚，嫦娥四号探测器成功落月后顺利完成着陆器与巡视器分离。玉兔二号巡视器驶抵月球表面。着陆器上监视相机拍摄的玉兔二号在月背留下第一道痕迹的影像图。这波操作都和“鹊桥”中继星的功劳分不开。

　　那么，“鹊桥”是如何做到的呢？

　　去年5月21日，“鹊桥”中继星成功发射，6月14日成功实施轨道捕获控制，进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的“Halo使命轨道”。

　　航天科技集团有限公司五院“鹊桥”中继星主任设计师孙骥表示：“中继星距离地球接近50万公里，要在这么远的尺度上，实现对地球的测控通信，对设计天线提出了很高的要求。”为此，科学家们设计了长度达到4.2米的伞状天线。

　　孙骥介绍，这把“伞”有18根合金制成的“龙骨”，“伞布”是用金属钼丝编织而成的网。“这张网在太空中面临一个问题。当太阳照射的时候，它的表面温度不到100摄氏度，而没有太阳照射时温度可能低至负100多摄氏度。极大的温差会导致这张网变‘皱’，从而影响天线指标。”他说。为此，科学家们在地面开展了多项实验，最终成功解决了这个问题。

　　1月3日15时07分，科技人员在北京航天飞行控制中心通过“鹊桥”中继星向嫦娥四号探测器发送指令，两器分离开始。北京航天飞行控制中心飞控大厅屏幕显示，嫦娥四号着陆器矗立月面，太阳翼呈展开状态。巡视器立于着陆器顶部，展开太阳翼，伸出桅杆。随后，巡视器开始向转移机构缓慢移动。转移机构正常解锁，在着陆器与月面之间搭起一架斜梯，巡视器沿着斜梯缓缓走向月面。 22时22分，巡视器踏上月球表面。

　　同时，在通信体制上，“鹊桥”中继星采用了“再生转发”体制，这有别于一般中继通信的“透明转发”。“透明转发指的是收到什么数据就发出什么数据。而再生转发则是在收到探测器和着陆器这‘两器’的数据后，必须按照一定规则对这些数据进行处理和打包后再转发。”孙骥表示，“这对卫星设计提出了较高要求。”

　　国防科工局探月与航天工程中心副主任于国斌介绍，相比嫦娥三号，嫦娥四号将实现多个创新点，包括首次实现月球背面着陆巡视探测、首次实现地月中继通信、首次开展甚低频射电探测等。自2016年1月嫦娥四号正式立项以来，科学家们在不到3年时间里，围绕首次着陆月球背面的诸多挑战，取得了多项高科技成果，助力此次任务顺利展开。

嫦娥四号探测器软着陆月球背面示意图 图片来源：视觉中国

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