地面和月球背面之間為啥需要一座“鵲橋”

5月21日5時(shí)28分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功將探月工程“嫦娥四號(hào)”任務(wù)“鵲橋號(hào)”中繼星發(fā)射升空。這是世界首顆運(yùn)行于地月拉格朗日L2點(diǎn)的通信衛(wèi)星，將為年底擇機(jī)實(shí)施的“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)任務(wù)提供地月間的中繼通信。

據(jù)介紹，探月工程“嫦娥四號(hào)”任務(wù)將實(shí)現(xiàn)國(guó)際首次月球背面軟著陸和巡視勘察。而這次發(fā)射的“鵲橋號(hào)”中繼星將承擔(dān)“嫦娥四號(hào)”著陸器和巡視器與地球間的通信和數(shù)傳任務(wù)。也就是說(shuō)，這顆中繼星是航天人搭建起的地月信息聯(lián)通的“天橋”。為什么要這么做？

專家解釋，這是由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期與月球自轉(zhuǎn)的周期相同，所以月球總有一面背對(duì)著地球，這一面稱之為月球背面。著陸在月球背面的探測(cè)器由于受到月球自身的遮擋，無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)與地球的測(cè)控通信和數(shù)據(jù)傳輸，因此需要一顆中繼星。

據(jù)介紹，“鵲橋號(hào)”中繼星將在地月連線延長(zhǎng)線的拉格朗日L2點(diǎn)附近，圍繞L2點(diǎn)飛行，實(shí)現(xiàn)對(duì)地、對(duì)月中繼通信，保障“嫦娥四號(hào)”任務(wù)實(shí)施。這顆中繼星到月球的平均距離約為6.5萬(wàn)公里，距地球則為40多萬(wàn)公里。

拉格朗日點(diǎn)又稱為平動(dòng)點(diǎn)，于1772年由法國(guó)數(shù)學(xué)家拉格朗日推算得出，是指一個(gè)小物體在兩大物體的引力作用下，小物體相對(duì)于它們基本保持靜止的空間點(diǎn)。該空間點(diǎn)有5個(gè)，分別為L(zhǎng)1、L2、L3、L4、L5。在拉格朗日點(diǎn)上，探測(cè)器消耗很少的燃料即可長(zhǎng)期駐留。

專家介紹，月球背面始終背對(duì)地球，屏蔽了地球的無(wú)線電、閃電和極光等干擾信號(hào)，在月球背面獨(dú)特的電磁環(huán)境條件下，開(kāi)展低頻射電觀測(cè)研究，將填補(bǔ)100KHz至10MHz射電天文觀測(cè)空白，有望取得行星際激波、日冕物質(zhì)拋射和空間傳播機(jī)理等方面原創(chuàng)性成果。

此外，月球背面與正面的地質(zhì)特征存在很大差異，“嫦娥四號(hào)”對(duì)月球背面開(kāi)展形貌、物質(zhì)組成、月壤和月表淺層結(jié)構(gòu)的就位與巡視綜合探測(cè)，將促進(jìn)對(duì)月球早期演化歷史的新認(rèn)知。（摘自《人民日?qǐng)?bào)》5.22）