全世界将看到月球背面有没有变形金刚？中国深空探测专家叶培建详解“鹊桥”

嫦娥奔月，但回望地球的那一刻，却还是需要一架“鹊桥”向地球倾诉思念……“嫦娥四号”即将在今年下半年择机发射，并在月球背面实现软着陆。而今年5月21日发射的“鹊桥号”中继卫星，正是为“嫦娥四号”和地球之间搭建一条沟通无障碍的桥梁。

6月14日，来自国防科工局、国家航天局的消息， 6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星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，成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。

这意味着，“鹊桥”中继星顺利进入使命轨道运行。

▲此前，央视报道嫦娥四号“鹊桥”号中继星发射成功 图据东方IC

对此，中国科学院院士、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建在接受红星新闻专访时表示，“有了‘鹊桥’，解决了通讯问题，以后其他国家也想去月球背面探测，那么中国就可以提供我们自己的科学成果，可能为全世界提供（科学）服务。”

▲叶培建接受红星新闻专访 图片来源：红星新闻

对月球的好奇和探索一直都是人类共同关注的话题，不少影视作品也以此为话题展开想象。2011年上映的电影《变形金刚3》，就讲述了阿波罗11号登陆月球时早就发现了变形金刚的残骸。

那么，这次“鹊桥”的搭建，就将有机会可以看看月球的背面到底有没有“变形金刚”。

嫦娥四号要落在月球背面

才有了如今天上的“鹊桥”

作为嫦娥一号卫星系统总设计师、总指挥的叶培建，从“嫦娥一号”开始，参与并见证着中国探月工程的每一步。即将在今年下半年择机发射、首次飞向月球背面的“嫦娥四号”，也是在叶培建的极力主张下，最终确定了落在月球背面的任务。“如果嫦娥四号不是落在月球背面，就不会有现在的‘鹊桥’中继星了。”

▲中国的月球探测工程又称为“嫦娥工程” 图片来源：国家国防科技 工业 局

叶培建告诉红星新闻，原本嫦娥四号属于嫦娥三号的备份星。嫦娥三号执行的任务非常成功，实现了月球表面软着陆，“玉兔号”月球车首次在月球表面巡视。但是嫦娥三号之后，作为备份星的嫦娥四号做什么用呢，当时在讨论的时候有一些不同观点，有专家认为嫦娥三号这么成功，那么嫦娥四号就没有必要冒险，在月球着陆还是落在正面保险系数更高一些。

“我当时提出了反对意见，嫦娥三号已经落在月球正面了，为什么嫦娥四号还要在落在正面，我们搞科学探测，不应该怕失败，每一步都要有创新。”叶培建认为，如果嫦娥四号在月球背面软着陆，将会是全世界第一次，这就是创新。而叶培建对于嫦娥四号任务的明确意见，在一次重要的会议上坚持了下来，很多专家在这个问题上也有共识。最终，嫦娥四号将降落在月球背面的任务被确定。

“如果嫦娥四号落在正面，就不需要现在再发射‘鹊桥’了。”叶培建说，过去美国、前苏联登月时没有去到月球背面，并不是因为不想去，而是当时的技术条件达不到。

根据相关资料显示，月球公转周期与自转周期相同，月球只能永远以同一面朝向地球。当飞行器飞到月球背面，就难以和地球进行通信。而“鹊桥”中继星，相当于为“嫦娥四号”和地球搭建了一条沟通无障碍的通道。

▲2018年5月21日5时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。 图片来源：国家国防科技 工业 局

因为有了中继星“鹊桥”

中国可为全世界提供通信服务

叶培建说，嫦娥四号要计划软着陆在月球背面是全世界第一次，是创新，而为“嫦娥”和地球搭建通道的“鹊桥”中继星，也是世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。这都属于科学创新的一小步。

让叶培建感到欣慰的是，已经准确入轨的“鹊桥”中继星，由于控制得很好，几次中途需要修正姿态的环节其实都没有用上，这为它节省了很多燃料。“我认为，‘鹊桥’的寿命7、8年肯定没有问题。”

除了被认定为“长寿”，“鹊桥”还有一件更让叶培建以及其他专家高兴的事情。那就是在今后的7、8年当中，如果美国、俄罗斯、欧空局或者其他国家，也想要去月球背面探测，有了这颗“鹊桥”中继星，中国自己可以为其他国家提供服务，提供一个通讯手段。“过去，我们经常借用别人的科学成果，提供的很少，现在我们可以提供了。”

叶培建相信，因为有了“鹊桥”在天上，原来有的国家不打算那么早去月球背面的，而现在看到解决了通信问题之后，可能也会决定去了。“我当年非常坚持要去到月球背面，意义就在这里，不光是第一个去的，还能为全世界提供服务。我们搞科学，就是要往前跨一步，而不是原地踏步。”

深空探测史上最大口径太空通信天线

从“伞”到“锅”有难度

根据多家媒体报道，建立远距离数据通信链路是世界各国都在致力发展的深空探测关键核心技术。而在“鹊桥”上，架设了一副展开后口径近5米的伞状天线，这是人类深空探测史上最大口径的太空通信天线。正是这个天线，为“鹊桥号”和地球之间铺设了一架高速桥梁，每时每刻将科学数据从遥远的外太空送达地球。

叶培建说，在科学上跨出的这一步，是心里有底的，因为分解到具体技术，都有相应的基础。比如，之前的嫦娥系列飞过月球，飞过日地L2点，嫦娥5号的轨道器也飞到地月L2点，难的问题其实就是如何在地月拉格朗日L2点形成一个适合的轨道，保证对地、对月背的覆盖，这个没有做过。

▲“鹊桥”号中继星工作原理 图据东方IC

他表示，这颗通讯卫星的核心难点就是大天线。为了“鹊桥”中继星的天线，科学家们花了很多工夫。“鹊桥”中继卫星其实很小，发射时天线包起来像一把收起的伞，竖在卫星顶上。发射到天上以后，天线展开像一口锅。而这个展开过程很复杂，如果展开放在火箭整流罩里是放不进去的。天线上有很多个环节，一个挂住都不行。而在地面做试验的时候有重力，需要考虑天上无重力的情况，等等。因此，为了天线研究了好几年，也克服了很多困难。

“这种天线在天上用，我们（鹊桥）是第一个。”叶培建说，本来这种天线其他卫星也要用，但因为“鹊桥”中继星发射在前，结果就变成“第一个吃螃蟹”的了。

为何被命名为“鹊桥”？

从一百多个名字中选出来的

那么，为何嫦娥四号任务中继星最终选择了“鹊桥”这个名字呢？

▲4月24日，2018年“中国航天日”主场活动开幕式在黑龙江哈尔滨举行，活动主题为“共筑航天新时代”。开幕式现场，国防科工局副局长、国家航天局副局长吴艳华宣布，嫦娥四号中继星命名为“鹊桥”。 图片来源：国家国防科技 工业 局

叶培建解释说，嫦娥四号在月球背面，无法和地球通讯联系，而“鹊桥”中继卫星，为月球背面和地球通讯搭建通道，相当于为“牛郎”和“织女”见面搭建桥梁。当时，在公开征名的时候，有100多个候选名字，也听取了很多专家，包括北京大学古典文学方面教授的意见。大家觉得，“鹊桥”这个名字通俗易懂，有很深的含义，一说“鹊桥”就知道是要建立联系。

最终，比较集中的意见选定了“鹊桥”。

▲叶培建解释：为何嫦娥四号任务中继星被命名为“鹊桥” 视频 来源：红星新闻

红星新闻记者丨 赵倩 发自北京

编辑丨平静