提起“鵲橋”，大多數(shù)人會想到牛郎和織女的愛情故事。為了讓牛郎和織女相會，各地喜鵲用身體搭成一座橋——鵲橋，牛郎和織女便在鵲橋上相會。承載著浪漫美好寓意的“鵲橋”中繼衛(wèi)星在四年前的今天，隨著01指揮員張光斌點火口令的下達(dá)，長征四號丙運載火箭托舉著衛(wèi)星在2018年5月21日5時28分，一個象征喜結(jié)良緣的日子里奔赴太空。

四年地月傳書，讓月背與地球不再“沒有服務(wù)區(qū)”。

由于地球和月球存在潮汐鎖定，月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期完全相同，數(shù)百萬年來，人類都只能看到月球的“正臉”，在嫦娥四號在月球背面軟著陸之前，月背就如同一個待字閨中小姑娘，從不輕易示人。

這是因為一旦航天器登陸月球背面，信號就會被月球所遮擋，如果沒有中間的“聯(lián)系人”，地球和航天器就無法取得聯(lián)系，這就像兩個人“隔山喊話”無法相互聽到。這時候，“鵲橋”中繼星就能派上傳球手的作用了。

“鵲橋”張開4.2米“巨傘”后，意味著人類深空探測器歷史上最大口徑的太空通信天線，在40多萬公里星際通信鏈路中開始正常工作了。

除了“巨傘”，“鵲橋”中繼星還有一面超高清“反光鏡”——激光角反射器。地球觀測站發(fā)出的激光波束可以準(zhǔn)確找到40多萬公里外高速飛行的“鵲橋”，通過發(fā)送、接收的時間差，計算出星地距離。這是人類歷史上最遠(yuǎn)距離的激光測距試驗。

與同樣作為中繼星的天鏈一號相比，“鵲橋”中繼星有一個最大的不同點：它可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的再生轉(zhuǎn)發(fā)。即先對數(shù)據(jù)進(jìn)行“解碼”“去格式”“復(fù)接”“編碼”，然后再發(fā)送。相對于天鏈一號對數(shù)據(jù)保持原汁原味，“鵲橋”中繼星實現(xiàn)了全面升級。

鵲橋中繼星低頻射電天線監(jiān)視相機(jī)拍攝的地月合影

200多年前，歐洲科學(xué)家歐拉和拉格朗計算出拉格朗日L1-L5點，部署在這5個點的小衛(wèi)星或小天體，相對兩個大天體基本保持靜止，這也是航天人一直追求的地月引力平衡點。200多年后，中國航天人選擇了一個“有趣”的點位——地月拉格朗日L2點，做Halo軌道飛行為“嫦娥奔月”架起一座 “鵲橋”。

之所以選擇地月拉格朗日L2點，主要有三點考慮：

（一）這個點處于地球和月球兩點連線的延長線上，且在月球一側(cè)。在這里，“鵲橋”有機(jī)會和地球、月球背面進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換；

（二）光照條件好，航天器很少被地球或月球遮擋；

（三）受地球和月球的影響小，中繼星長期運行所需軌道維持量較小，能節(jié)省燃料。

“鵲橋”中繼星在Halo軌道上運行，就像一個調(diào)皮的孩子，只要一段時間不關(guān)注他就可能會“離家出走”，為了看好這個調(diào)皮的“孩子”地面的飛控“家長們”專門定制了光纖陀螺慣性測量單元，大大提升其軌道控制能力。

同時，“鵲橋”具備在1000m/s高速在軌飛行過程中，速度控制精度誤差不大于0.02m/s的本領(lǐng)，可以說是“在高速奔跑中還可以穩(wěn)穩(wěn)地做微雕”。這一“自主可控、毫厘不差”的能耐為中繼星安全、長期、穩(wěn)定在軌運行打下基礎(chǔ)。

目前，“鵲橋”中繼星在軌運行穩(wěn)定，各分系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)良好，我們期待它傳回更多探測數(shù)據(jù)取得更豐碩的科學(xué)成果。