2024年3月20日,长征八号遥三运载火箭,把万众瞩目的鹊桥二号中继卫星送往了月球。为什么万众瞩目?
因为鹊桥二号可不只是我们国家自己使用,还有其他国家也申请了服务,就连曾经说过不和中国有航天项目往来的美国也申请要鹊桥二号的中继通信服务。
这不禁让中国人民和美国人民疑惑,难道“沃尔夫条款”不作数了?其实这还得从美国登月谈起来。
今人不见古时月,今月曾经照古人。从古至今,我们看到的都是同一个月亮,准确的说,是月球的同一面。
因为一直以来,月球和地球的关系就很特殊,月球只是绕着地球旋转,但不论怎么转,月球都只有一面朝向地球。所以纵观古今中外描绘的月亮,都是有着相同的纹路,就是这个原因,科学家把这种现象称为“潮汐锁定”。
也正因为人们没有看到过月球的背面,所以一直以来,科学家们都想要到月球背面一探究竟。
上世纪60年代,美国人去过月球,但也只是在正面,因为正面朝向地球,只要把天线朝向地球,就可以和地球正常通信,所以并没有通信难度。但是在月球背面,因为不面向地球,所以信号传不到地球。
因为一直解决不了这个问题,所以他们后来的探月工程一直停滞不前。但是这并没有让美国航天局低调做人,相反,他们还想多方面限制我们。
然而中国越挫越勇,最近几年我们把探测器送到了月球背面,这下子,我们也遇到了和美国一样的问题,但我们有解决方案。
2019年,我们把嫦娥四号送去了月背,之所以能够远程控制,是因为在2018年的时候,我们就已经送去了一颗“鹊桥一号”通信卫星。在这颗卫星的帮助下,我们得到了很多嫦娥四号传来的资料。
既然有一颗中继卫星了,为什么又要部署一颗?这是因为鹊桥一号的寿命已经到了,但鹊桥二号绝不是单纯的去替代鹊桥一号,因为现在鹊桥一号仍然坚守着工作岗位,也就是说月球上有了两颗中国的中继通信卫星,这又是怎么一回事?
据官方称,鹊桥一号的寿命为5年,虽然到了今年已经超出了服役期,但设备各项性能都还完好,可以正常使用,所以并没有报废。鹊桥二号也并不是直接去替代鹊桥一号,而是两颗卫星配合工作,提高通信效率。
当然,如果鹊桥一号真的报废了,鹊桥二号就可以接过这个任务。虽然都是中继通信卫星,但鹊桥二号并不是单纯的复制鹊桥一号。
首先就是天线的不同,这次的鹊桥二号,最引人注目的就是直径4.2米的x波段抛物面天线,据官方表示,这个天线不仅是鹊桥二号最明显的标志,更是它的技术精华所在。
这面天线是由镀金镭丝编织而成,这些丝线直径只有15至30微米,大概是头发丝的四分之一粗。之所以选择这种材质,是因为镀金镭丝在具备优越的反射性能的同时,还有更高的强度,能够保证通信天线的稳固。
卫星还在火箭内部的时候,这面天线是紧凑收拢的状态,直到卫星进入了轨道之后,才优雅地展开。所以对强度和柔韧度要求很高。
除此之外,鹊桥二号还有一个0.6米的S/Ka双波段抛物面小天线,两套天线组成了“月球WiFi”,确保了38公里以外的月背能有稳定的网速。
然后就是位置的不同。鹊桥二号上去之后,并不是像鹊桥一号那样只悬浮在月球背面,而是绕着月球旋转,成为月球的一个卫星。鹊桥二号的轨道并不是人们认为的圆形,而是一个椭圆形。
之所以会这样,是因为这次鹊桥二号的主要服务对象“嫦娥六号”,其工作地点是在月球南极附近,当鹊桥二号到达南极的时候,距离月球最远,过了这个位置之后,再逐渐缩短和月球的距离,然后到达另一端之后,再次加速冲向南极,这就是“弹弓效应”,可以大大节省推进器的燃料消耗。
当然,在这样的轨道之中,鹊桥二号和月球的距离就会忽远忽近,远的时候是为了接收信息,而近的时候却是为了执行探测任务。
鹊桥二号还搭载了极紫外相机、阵列中性原子成像仪,以及地月甚长基线干涉测量技术VLBI测试系统。这些有什么作用呢?
据悉,鹊桥二号不仅是用来服务月球的,也是为了观测地球磁场的,尤其是要观测在太阳风的影响下,地球磁场是怎么变化的,所以这时候就需要使用到极紫外相机和阵列中型原子成像仪。
而地月甚长基线干涉测量技术VLBI测试系统,来头就更大了,它是为了和地球上的射电望远镜配合,观测深空黑洞情况的。据说这种配合方式,可以组成射电望远镜阵列,覆盖面积甚至比地球还大,那么探测的分辨率和深度都要提升很多倍,可以说是史无前例的。
当然,目前这个技术还处于实验阶段,如果鹊桥二号携带的这套设备真的成功了,那么接下来就是要在月面上建造更大的射电望远镜,到时候才是真正的“地月射电望远镜”,之后我们将会揭开更多的宇宙奥秘!
然而鹊桥二号的惊喜还不止这些。据官媒报道,此次鹊桥二号还携带了两颗小卫星,分别是“天都1号”和“天都2号”,这两颗小卫星的主要作用就是进行月球高精度导航的双星技术验证。啥意思?
我们只知道导航需要卫星,但其实不只是一颗卫星,而是很多颗卫星协同配合,这样定位精度才高。所以这两颗小卫星就是为验证地球上的这套思路在月球上适不适用,一旦适用了,那么接下来就是要建立属于月球的“北斗导航系统”了。
所以鹊桥二号所承担的任务,完全超出了一颗中继卫星该有的责任,他的每一个功能都是在为人类能够进入月球做着准备,这就是为什么中国明明可以现在登上月球,却偏偏要等到2030年。
因为我们的目的不单纯是效仿美国人,费了九牛二虎之力登上月球,却像旅游一样敲两块石头就走了。我们是要做好充足的准备,不仅把月球当成研究的对象,还要让月球变得可以长期居住。
面对美国的申请,虽然中国同意了,但对他们自己来说是一件很尴尬的事情,因为他们还有“沃尔夫条款”限制着和中国的航天项目往来,如果他们参与了进来,也就意味着要把自己定的条款废除,如果不废除,就不能使用鹊桥二号卫星。
尽管中国愿意帮助美国登月,可美国却不愿意和中国分享月球。回过头来看历史,美国完全是搬起石头砸自己的脚,如今我们的卫星服务系统正遍布月球,以后想要登月,又怎么能跳过我们这关?