鹊桥 鹊桥已到站，这一个月经历了些什么？

北京时间2018年6月14日11时06分，嫦娥四号通信中继卫星雀桥经过24天的长途飞行，成功进入预定任务轨道。

对于探测器从地球到月球的旅行来说，24天是一个非常长的时间。事实上，月球轨道飞行器通常可以在4-5天内到达月球并进入月球轨道。

那为什么鹊桥在路上花了那么长时间？这得从鹊桥的特殊赛道说起。

正如我们前面提到的，由于地球无法与月球背面直接通信，而嫦娥4号计划在月球背面着陆，通信中继卫星鹊桥就应运而生了。为了给地球和月球背面的着陆器/月球车提供更好的通信，鹊桥选择了一个非常特殊的轨道——拉格朗日L2绕地球轨道，也叫L2光环轨道或光环轨道。关于鹊桥的详细介绍可以在这里找到:嫦娥四号接力明星鹊桥成功下水:一桥南北飞，屏障变通途。

鹊桥的设计定位。来源:参考文献

鹊桥:漫漫长路，你经历过什么？

把大象放进冰箱需要几个步骤？

三步:打开冰箱门，放大象进去，关上冰箱门。

将鹊桥卫星送入地月L2光环轨道需要多少步？

也是三个步骤:从地球飞到月球轨道，从月球轨道飞到L2点附近，从L2点附近飞到L2光环任务轨道。

第一步:从地球飞到月球轨道

2018年5月21日，鹊桥在西昌卫星发射基地由CZ-4C运载火箭发射，随后直接送入地月转移轨道。也就是说，鹊桥在被送入地月转移轨道之前没有经过地球的停车轨道，也没有经过嫦娥一号那样的调相轨道，这在很大程度上取决于我国运载火箭能力和轨道控制技术的提高。

嫦娥一号经过三次调相轨道后，逐渐增大轨道周期，以达到更稳定地进入地月转移轨道的目的。作为中国第一次探月任务，在当时是一个谨慎安全的飞行计划。之后嫦娥二号和嫦娥三号以及本次的鹊桥在直接发射后被送入地月转移轨道。来源:新华社

目前，我们通常考虑从地球到农历L2点附近的两种飞行方案:

一种是直接转移，即从地球直接通过地月转移轨道飞到L2点附近。

法夸尔设计的直接转移轨道。来源:参考文献

另一种是绕月飞行，也就是说，飞越月球就是在月球引力的作用下“转个弯”，然后飞到L2附近。这种方法比直接转账省油，当然作为价格也要多花几天。

法夸尔设计的月球轨道。来源:参考文献

对于无人探测任务来说，在路上走一两天不是个事，节约燃料要重要得多。因此，鹊桥采用第二种方案，即绕月飞行。在这个方案下，鹊桥的地月转移轨道是一个大椭圆轨道，近地点200 km，远地点每月40万km。这个方案通常需要4-5天才能到达月球轨道，途中需要2-3次轨道修正。

节能方案其实比较多，但是时间要长得多，到月球需要三个月到六个月，对于目前的探月任务来说有点不必要。但是如果以后需要携带大量物资到月球，可以用这种方法。

5月22日，鹊桥进行了第一次改线。

5月25日21时32分，鹊桥在距离月球表面100公里处飞越月球时点火刹车，随后关闭发动机。21时48分，鹊桥确认最近几个月已经完成刹车，成功进入月球-L2转移轨道。也就是说，由于火箭发射和轨道控制的准确性，在原计划中途修改了三次轨道，最后只修复了一次。

设计鹊桥的飞行路线。本来计划从地球到最近一个月的制动期间进行三次轨道修正，后来只进行了一次轨道修正。此外，红色部分是月球-L2转移轨道，橙色和蓝色部分是L2捕获轨道，绿色部分是最后的L2光环任务轨道。来源:CASC

第二步:从月球轨道到地球和月球的L2点附近

5月29日，鹊桥完成了为期四天的月球-L2转移轨道，成功进入L2捕获轨道。至此，鹊桥实际上已经到达了地月L2点附近，接下来需要做的就是不断调整轨道，进入最终的L2光环任务轨道。

第三步:从地球和月球的L2点附近到L2光环的任务轨迹

6月14日11时06分，鹊桥在最后一次点火刹车后成功进入距月球约65000公里的L2光环任务轨道。

鹊桥成为世界上第一颗运行在L2光环轨道上的月球探测卫星。

接下来鹊桥将陆续在光环轨道进行在轨测试和中继通信链路测试。

任务轨道中鹊桥与地月背面通信仿真图。来源:CASC

龙江二号:成功从月球背面传回图像

而平行世界的龙江1号和龙江2号的微卫星并不总是那么顺利。

5月21日，与鹊桥一起发射成功的龙江一号和龙江二号，在星箭分离后迅速与鹊桥分离。但是从那以后，只有DSLWP-B的信号被一些无线电和卫星跟踪爱好者跟踪，而龙江1号似乎失去了联系。

龙江二号的无线电信号被业余爱好者跟踪。来源:Twitter @uhf_satcom

在国防科工委官网上公布了。经过113个小时的飞行，5月25日22: 00，经过近几个月预定的轨道修正和制动，只有龙江二号在近月350 km和远月13700km成功进入绕月轨道。不幸的是，龙江一号在从地球到月球的轨道转移过程中，由于控制异常，没有进入月球轨道。

也就是说，原本计划的双星编队飞行和变基线无线电干扰测量不会完成，只进行单星低频无线电探测。幸运的是，沙特研制的微型光学相机搭载在龙江二号上。

5月26日，低频射电探测仪首次启动，开始探测1-30MHz的射电天文信息，全面开展全天空辐射光谱实验和科学研究。

5月28日，沙特阿拉伯光学相机首次开机，从月球背面的轨道上成功获取了地球和月球表面的可见光图像。

龙江二号从月球背面拍摄的第一批地球照片。是在卫星轨道高度约1598.3 km处拍摄的，子卫星点的月面位置为西经162° 13′和北纬21° 27′。拍摄的月球图像位于月球背面北半球韦格纳环形山附近；卫星轨道高度约为728.1 km，子卫星点月面位置为西经149° 1′和北纬22° 28′。拍摄到的月球图像位于月球背面北半球的彼得罗巴甫洛夫斯克陨石坑附近。资料来源:国家航天局/新华网

嫦娥四号:准备出发

嫦娥四号的主要人物，着陆器和月球车，将在6个月后的12月发射空，计划在月球背面的南极洲艾肯盆地的冯卡门陨石坑着陆。

这将是人类首次尝试登上月球背面进行科学探索。

鹊桥和嫦娥4号的发射和飞行路线。来源:CASC

扩展阅读:

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关于作者:Haibara Ai博士，从事行星科学研究。比较刺激，欢迎关注微信官方账号~

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吴、、唐玉华、于、、&；Theway等人。嫦娥四号月球背面软着陆任务设计。深度勘探杂志，4，111-117。

https://ntrs . NASA . gov/archive/NASA/casi . ntrs . NASA . gov/19710021579 . pdf

http://www.sastind.gov.cn/n112/n117/c6801910/content.html? from = single message & amp；isappinstalled=0

http://news.syd.com.cn/system/2018/06/14/011648213.shtml