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中国探月工程总设计师:未来在月球上看电视不是梦

【字体: 2024年03月21日 14:08 来源:央视新闻

3月20日,鹊桥二号中继星成功发射,探月四期大幕再启。与以往执行探月任务的火箭不同,这次是新一代运载火箭长征八号首次执行探月发射任务,为何选它?鹊桥二号如何架起地月通信桥梁?它和已经在太空中完成计划使命的鹊桥一号有什么不同?中国航天未来如何构建深空通信网?

首迎探月任务“长八”如何“解锁”新本领?

说到执行探月发射任务的火箭,大家可能比较熟悉的是长征三号系列火箭、长征四号以及长征五号,他们都是三级火箭,而此次执行鹊桥二号中继星发射任务的长征八号,只有两级半。作为我国新一代中型运载火箭,全箭总长约50.3米的长征八号,和直径5米、总长57米的长征五号相比显然是“小个子”。那么,为何此次发射要选“长八”呢?

航天科技集团一院长征八号火箭总设计师宋征宇:选择长征八号来发射地月转移轨道,主要还是由于卫星相对来说比较轻,不超过1.3吨,如果用长征五号来发射就显得有点浪费了。

鹊桥二号卫星重量不超过1.3吨,而长征五号的地球同步转移轨道运载能力达到14吨,相比而言,用长征八号来执行这次发射任务,确实经济多了。

与以往我国执行的奔月轨道发射任务采用的直接将火箭送入太空不同,这次发射鹊桥二号中继星,长征八号火箭要先在地球大气层内长时间加速“跑”,以每秒10公里以上的最大速度进入预定入轨点。为此,试验队员在火箭飞行过程中采用了末级发动机二次点火启动技术,在火箭飞行中通过熄火滑行来节约能源。

航天科技集团一院长征八号火箭总设计师宋征宇:使得我们运载能力的余量更大,不仅满足了鹊桥二号卫星的运载能力,还搭载了两颗小卫星,而且还留出了一定的安全余量。“长八”因为反应要快,当时叫“快八”。我们也给自己总结了一个特点,叫“三A”:一个叫accountable,可靠的、值得信赖的,还有一个叫affordable,就是负担得起的,还有一个叫adaptable,适应性强的。我们要有一定的利润,但是我们也要让用户负担得起。按照国际的行价,如果是按照一公斤5000美金算的话,我们长征八号的火箭比5000美金要便宜很多,我们并不是很贵。

鹊桥二号和鹊桥一号有何不同?

那么,与2018年发射的嫦娥四号鹊桥中继星相比,今天发射的鹊桥二号中继星有何不同呢?主要体现在这几个“更”字: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。

具体看看鹊桥二号什么样。鹊桥二号中继星重约1.2吨,和此前发射的鹊桥号中继星相比,重了大约2/3。鹊桥二号的大体格不光要执行通信中继任务,同时还承载了很多科学探测任务,在它的身上就携带了如极紫外相机、阵列中性原子成像仪,以及月球轨道VLBI试验子系统等科学仪器。

要说鹊桥二号最引人注目的,应该就是这个金色的“大伞”了。它的口径达到了4.2米,伞面由镀金钼丝织成,主要用于反射电磁波。

在鹊桥二号中继星上还有一个“小伞”,叫二维可驱动抛物面天线。它的直径和重量都很小,直径大约只有0.6米、重约20公斤。有了它就可以保证每时每刻都能指向地面数据接收站。

相比之前发射的鹊桥中继星,鹊桥二号中继星的设计寿命更长,达到了8年。一旦鹊桥号中继星退役,鹊桥二号中继星就要接力为在月球背面探测的嫦娥四号提供中继通信服务。

天都卫星搭乘长征八号火箭一同前往月球

在本次发射任务中,除了鹊桥二号中继星,还有两颗搭载星,它们就是天都一号和天都二号卫星。这两颗卫星又是用来做什么的呢?一起来了解。

天都一号、二号双星是环绕月球编队飞行的新技术试验卫星。天都一号配置了一体化通信机、空间路由器等载荷,主要负责开展地月激光测距与高速测控等技术试验;天都二号配置了通导载荷,具备导航服务,配合开展星间测量技术试验。

深空探测实验室天都试验星总指挥陈晓:这个卫星主要是开展月球通信导航技术验证,两颗卫星之间通过无线电信号进行一个收发,来测量两颗卫星之间的距离。我们现在地球的通信导航卫星是比较多的,面向月球空间的,还有一些技术难度,我们要开展这些技术的先行验证。

接下来,天都星将在地面测控的支持下,进入环月任务轨道。两星调整相对距离约200公里,开展月地高可靠传输与路由新技术验证等一系列通信技术试验,为后续探月任务打好基础。

深空探测实验室天都试验星总指挥陈晓:月球科研站等一系列航天任务对月球表面以及地月空间的通信导航需求越来越迫切,后续我们还会逐步论证并建设月球通信、导航、遥感系统,来支持未来探月任务实施。

中国航天未来如何构建深空通信网?

鹊桥二号中继星的成功发射,为后续探月任务打下基础。专家表示,后续还将建设月球通信、导航、遥感系统。那么,中国航天未来如何构建深空通信网?中国探月工程总设计师吴伟仁此前表示,未来我们还要建设以月球为中心的深空互联网,向太阳系继续延伸。

中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁:我们正在构建一个以月球为中心的星座,一个集通信、导航、遥感以及其他一些功能的系统,构成一个星座,这个系统构成过后,我们还可以扩展到更远的深空。

吴伟仁告诉我们,在未来要探索更远的深空,除了月球“通、导、遥”一体的星座外,他们还计划把星座延伸到其他星球。

中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁:后续还要建设以月球为中心的深空互联网,负责通信、导航、遥感等多种功能。把我们在地区为中心的空间基础设施变成以月球为中心的,可以向太阳系延伸的更广阔、更大范围的系统。在互联网构成的情况下,以后在月球上也可以看电视,也可以看比赛,也可以(使用)Wi-Fi,航天员上个月球都不寂寞了。

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