首發2024-06-16 16:21·寰球科學講說

我國探月是一個系統工程，每個任務之間都有聯動，一個任務周期結束後，下一個任務周期就緊接著啓動。因爲地球和月球的抄襲鎖定的關系，月球的另一面永遠背對著我們，這就導致月球背面無法進行信號傳輸，鵲橋二號就起到了信號中轉的作用，在嫦娥六號任務完成後，鵲橋二號就要進行變軌工作，迎接嫦娥七號的到來。

我們先介紹一下鵲橋二號中繼星，重達1200公斤，衛星上有兩個通訊天線，一個是直徑爲4.2米的傘狀抛物面天線，這是與月背的嫦娥六號的探測器進行通訊。與地面通訊的是直徑0.6米的雙頻抛物面天線，向地球傳輸數據。

通過鵲橋二號中繼星能夠將探測器的一舉一動傳輸給地球，也能夠將地球的指令傳遞給探測器。因爲鵲橋二號配備了大功率轉發器和高增益天線，速率特別快，據說一秒鍾可以下載兩部電影。可以同時實現月面著陸器、月球車的雙向通訊。

那麽嫦娥六號處于月球背面，鵲橋二號能夠一天24小時都提供信號的中轉服務嗎？答案是否定的。鵲橋二號雖然可以給嫦娥六號提供信號周轉服務，但是也有信號的空白期。這個空白期接近4個小時。嫦娥六號在這4個小時內，無法接收到任何的地面信號，也無法回傳數據。在執行相關動作時，必須要避開這4個小時。

比如著上組合體著陸月球，進行月面挖土，上升器點火上升等都要避開這4個小時的信號空白期。而類似飛行器分離、交會對接等工作實際上是可以在月球正面軌道完成的，信號可以正常傳輸。

那麽鵲橋二號爲什麽全天只能覆蓋20個小時的信號中轉，而不是完全覆蓋呢？這就要從鵲橋二號的設計初衷說起。

鵲橋二號原本是要作爲嫦娥七號的載荷升空的，在抵達月球軌道後分離，作爲嫦娥七號、嫦娥八號的中繼星，但因爲嫦娥六號月背取樣計劃的原因，需要提前發射鵲橋二號升空。衛星可以實現變軌，因爲自身攜帶了一些燃料。當燃料耗盡，衛星偏離軌道後也就失去了原本的功能，衛星也就達到了使用壽命。

爲了能夠同時覆蓋嫦娥六號及後續的嫦娥七號、八號的任務，鵲橋二號當前運行的軌道是環月大橢圓軌道。這個軌道是以地月引力平衡點L2爲運行中心的一種月球軌道，運行周期爲24小時。

這個軌道的特點是能夠平衡地球和月球引力，鵲橋二號在這條軌道上運行，可以實現軌道的免維護，不損失燃料，這就變相的增加了鵲橋二號的運行壽命。其二是這條軌道的周期可以覆蓋月球南極長達20個小時，能夠很好的支持嫦娥六號完成相關的任務。

除了給嫦娥六號提供信號中轉外，鵲橋二號還替代了原來的鵲橋號中繼星給當前在月背開展探測的嫦娥四號及玉兔二號登月車提供服務。從設計壽命上看，鵲橋二號爲8年要長于鵲橋號的5年，鵲橋號已經超期服役。運行軌道方面，鵲橋號是運行在環地月拉格朗日L2點（L2 halo）軌道，只能覆蓋月球背面，不能覆蓋正面，這也正是鵲橋二號接力鵲橋號的原因

隨著嫦娥六號的軌返組合體在月球軌道上擇機執行地月軌道轉移，6月25日就著陸地球，任務也即將告一段落。鵲橋二號的任務就只有爲嫦娥四號及月球車提供信號中轉。後面更重的任務就是准備迎接嫦娥七號和嫦娥八號的到來。

我國預計在2026年發射嫦娥七號、2028年發射嫦娥8號，並于2030年前後實現載人登月和月球科研站的建設，這都需要鵲橋二號中繼星發揮作用。那麽隨著嫦娥六號任務告一段落，鵲橋二號將擇機變軌進入一條周期爲12小時的環月大橢圓凍結軌道。

鵲橋二號的作用只是一個信號中轉的角色嗎？不只有這麽簡單，鵲橋二號上還攜帶了月球軌道VLBI試驗系統、陣列中性原子成像儀和極紫外相機等科學載荷，一邊完成通訊一邊還要完成科學探測。

隨著鵲橋二號一同上天的還有天都一號和天都二，這兩顆用于驗證驗證環月軌道高精度定軌、高速測控等關鍵技術，支撐國際月球科研站地月一體化網絡建設。後續我國將建設鵲橋通導遙綜合星座，將搭建一個覆蓋地球、月球、火星的一個太空導航系統，同時更多的衛星將會陸續發射到月球軌道上，建設一個龐大的太陽系內的衛星導航系統。

我國探月工程是一個系統工程，一環銜接一環。隨著嫦娥六號的結束，科研人員即將開展對月背樣品的研究。航天工作者也要轉身投入下一個嫦娥系列的工作任務。而在執行嫦娥七號前，首要的任務就是調整鵲橋二號的月球軌道。