中国解决一世界航天难题，找到“嫦娥”就靠它了【军武次位面】作者：程笑彦▲长征四

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中国解决一世界航天难题，找到“嫦娥”就靠它了。难题|中国|月球|鹊桥|嫦娥---

【军武次位面】作者：程笑彦

难题|中国|月球|鹊桥|嫦娥---傻大方小编总结的关键词

▲长征四号丙型火箭成功发射“鹊桥”卫星

5月21日，我国在西昌卫星发射中心，成功通过长征四号丙型火箭发射了一颗名为“鹊桥”的人造卫星，之所以用“鹊桥”这么一个富有浪漫主义气息的名字，正是因为这颗卫星将会成为嫦娥四号月背探测器的“通信中继星”，为将来降落在月亮背面的探测器与地球之间搭起一座通信桥梁。

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▲“鹊桥”与嫦娥四号的通讯图解

在太空中搭桥这种壮举，需要的是一条特殊的轨道，而“鹊桥”卫星的轨道，甚至涉及到了著名科幻小说《三体》里的概念！

月球在绕地球公转时，永远是只有一面向着地球，我们看到都是月球的“亮面”，而直到人类有了深空探测能力后，对月球背面的探测也举步维艰。随着中国探月工程的展开，探寻月亮背面则成为了我们的计划之一。

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▲月亮绕地球的公转与自转一致，因此地球人只能看到月亮的一面

2018年末，中国将发射嫦娥四号月背登陆探测器，对月球背面的月质状况进行分析，大大增加我国对深空环境的了解。但是，在月球背面登陆将会面临一个问题。

在地球上，人类永远只能看到月亮亮的一面，而月球暗面则完全背对地球，所有地球上的通讯雷达、中继观测站都无法将信息直接传递到月球暗面。为此，在嫦娥四号探测器发射之前，我国必须先发射一颗“中继卫星”（鹊桥卫星）来实现地球与月球暗面的测控与通讯。

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▲鹊桥卫星的伞状高增益天线

而为了实现这点，这颗卫星必须与地球和月球形成一个近似三角形，只有这样，地球上的信息以及月球背面的图像才可以通过“鹊桥”卫星相互传递。

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▲图为地球、月球与鹊桥卫星的通讯中继演示

这个问题说起来简单，找到那个三角形的定点，把卫星发射到那个位置不就好了吗？然而，想做到这一点是十分困难的！因为宇宙中存在着引力，一切天体都是在围绕着更大引力的天体做圆周运动的，所以月球围绕地球公转，而探月卫星也会围绕月球公转。

但是当“鹊桥”因为公转而绕到月球另一侧后，将失去与地球的联系，这是绝不允许的，因此这个难题成功困住了美国和前苏联。

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而破解难题的关键，则正与“三体运动”有关！在刘慈欣的小说《三体》中，一颗拥有生命的行星因为被三颗太阳包围，因此三体星人随时可能被太阳烤干，或因太阳离得远而被冻死。

造成这种悲剧的原因是：三颗质量相近的太阳因为互相之间的引力作用而产生了不规则运动，这种运动轨迹无法被预知，在天文学上被称“三体问题”。

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▲“鹊桥”卫星的轨道

然而科学家们发现，当三个天体的质量差距很大时，只需将最小的那个天体发射到两大天体的拉格朗日点上，就会被两大天体的引力所平衡，进而形成一个相对静止的完美等边三角关系，这被称为“限制性三体运动”。

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▲嫦娥四号搭载的月背探测器与鹊桥卫星进行通讯中继

而“鹊桥”卫星相对于地球和月球两个巨无霸来说，无疑就是那个“质量最小的天体”。因此，“鹊桥”卫星将会静静的呆在天上，不会调皮的绕月旋转，为我们将嫦娥四号的一举一动如实汇报给地球，成为助力中国登月计划的最强助手！

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