“鹊桥”中继星靠什么帮“嫦娥”赴广寒？

新华社北京6月18日电:科普:鹊桥接力明星如何帮助嫦娥奔月？

新华社记者白

经过20多天的精确飞行，承担嫦娥四号中继通信任务的喜鹊桥中继星不顾宇宙射线和空间碎片的攻击，于6月14日成功到达L2周围的光环轨道，正式进入预定位置。后来，盖桥开始积极地“备战”，为嫦娥四号月球探测器建立了一个前沿站，清除了障碍，建立了连接地球和月球的信息“生命线”，嫦娥四号将于2018年底前返回月球。

“这是人类历史上第一次有宇宙飞船造访地球月球L2点的光环轨道。盖桥的成功定位不仅为嫦娥四号任务的顺利开展奠定了坚实的基础，也标志着中国航天员的轨道控制和通信等航天技术进入国际领先行列。第五航空航天科学技术研究院院长张洪太说。

“探月先探月”，建立中继链路是实现探月的第一步，也是难点。20世纪50年代，国际航天界提出了中继星光环轨道的概念。现在，中国宇航员已经将他们的梦想变成了现实。

光环轨道也被称为“光环轨道”，意思是太阳光环和月球光环。轨道形状是一条不共面的三维不规则曲线，而“光环轨道”控制的难度和复杂性实在是令人眼花缭乱。

第五航天科工集团502技术员生动地说，“鹊桥”就像一个顽皮的孩子在这条跑道上奔跑。只要它不被注意一段时间，它就会“离家出走”甚至消失。为了完成嫦娥四号探测器与地面TT&C站之间的数据中继，中继卫星需要始终保持高稳定性和高精度的姿态和角度，否则将影响信息的传输，甚至影响嫦娥四号任务的完成。

为了应对复杂轨道下航天器姿态频繁调整的挑战，确保从容应对突发事件，减少地面人员在生命周期中的操作负荷，专家将提高航天器自主控制的智能化水平和精确程度放在首位，在轨道控制策略上设计了增速关机和定时关机两种模式，并精确设计了轨道控制关机前的发动机脉宽。此外，他们还为喜鹊桥特别定制了具有高智能水平、全天候、全天时和全空域操作能力的光纤陀螺惯性测量单元，完全摆脱了以前姿态传感器需要由地球和太阳等天体定位的限制。

"这就像在高速奔跑时稳定地做雕塑一样."技术人员对鹊桥轨道控制的准确性充满信心——配备了大量的原创创新和系统集成创新的新技术。在1000米/秒的高速在轨飞行中，喜鹊桥具有控制速度的能力，其精度误差不超过0.02米/秒

建设一个跨越40多万公里的“星际空间”和一条连接地球和月球的通信链路，不仅将检验科学合理的设计，而且还需要稳定可靠的工作条件。因此，“喜鹊桥”进入预定位置后将进行中继通信功能测试，进一步磨合其携带的新设备，力争在其3年的使用寿命中始终保持最佳状态。

多安全备份遥测遥控指令的设计是航天科技五院Xi安分院的技术人员针对鹊桥独特的工作环境而采取的创新举措。这就像是通过多重备份将多个“手机”分配给了盖桥。地面工作人员可以同时呼叫这些“手机”，并发出相同的遥测命令，以避免因长距离或其他未知因素导致的信号中断和信息传输不准确等问题。此外，由魁桥装备的S波段数字深空转发器是中国第一个数字深空转发器。它不仅具有自纠正错误数据的功能，而且具有很强的灵敏度和信号采集能力，为航天器的稳定运行提供了又一个“安全锁”。

专家称，由魁桥公司装备的直径为4.2米的高增益伞状抛物面天线是人类深空探测任务史上最大直径的通信天线。它可以实现对地球、月球、白天和惯性空间中任意目标的三轴稳定指向和跟踪控制，为嫦娥四号着陆器、月球车和地面站之间的测控和数据传输提供强有力的支持。