“嫦娥四号”与“玉兔二号”——带人类了解月球背后的故事

【月球的运动】

　　为什么在这之前，人们没有见过月球“背后的故事”呢?完全可以等月球运动的时候“背对”我们，再找准时机一探究竟啊。

　　这其实与月球的运动息息相关。我们都知道月球的公转周期大约是一个月左右，这其中排除地球自转和公转的影响，月球真正的平均公转周期约为27.32日。但是月球的自转你了解多少呢?

　　月球在围绕地球公转的同时，还以27.32日的周期独自旋转着。对!你没有看错，月球的公转和自转周期相等。不仅如此，月球的公转和自转方向还都是自西向东的逆时针旋转，因此，从地球看过去，月球就像《九品芝麻官》中围着星爷吵架的老板娘，一直“面对”地球而看不见“后脑勺”。这一现象也被称为“潮汐锁定”。

　　因此，到月球背面去看看，成为了世界上航天大国共同的梦想。而这一梦想，已经由中国人实现了，这是嫦娥四号的一小步，但却是全人类的一大步。

【“鹊桥号”中继卫星】

　　即使月球只能“面对”地球，那也不能在人类首次登上月球之后50年(1969年，来自美国的宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林，乘坐阿波罗11号进入太空，登上月球，实现了首次人类登月探索)，才实现对月球背面观测的壮举吧?这其中一定有bug。

　　对宇宙的探索，不论是指令信号还是回传数据，都需要借由电磁波来实现。在同种均匀介质中，电磁波沿直线传播，虽然通过不同介质会发生折射、反射、衍射、散射等，但是总的来说，卫星的通信还是依靠真空中直线传播的电磁波来实现的。

　　既然月球背面一直“不为人知”，那么自然就无法通过电磁波来进行通信。可是不用电磁波也不能架光缆啊，所以就像人们想看到自己的背面一样，实现对月球背面的卫星通讯需要一面“镜子”。而“鹊桥号”中继卫星，就是这面镜子。

　　2018年5月21日，西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将嫦娥四号任务“鹊桥号”中继星发射升空。如图所示，“鹊桥号”位于月球之外的拉格朗日L2点上，位于这一位置时，“鹊桥号”就能保持相对于地球和月球的基本静止。

　　虽然在两个较大天体所构成的系统中，按推论有5个拉格朗日点，但是只有在月球外侧的L2点，才能够同时满足地球与玉兔二号相互通讯的需求。

　　此外，位于L2点的中继星绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同。通过巧妙的设计，维持L2点的位置所消耗的燃料较少，太阳能帆板的效率也因较少受到阴影影响而有所提高。

【“航天大国”到“航天强国”】

　　中国航天创建60余年来，取得了以“两弹一星”、载人航天、月球探测为代表的一系列辉煌成就。我国目前已进入航天大国的行列，但仍不算航天强国，需要在天地往返运输能力、载人航天能力、深空探测能力和卫星应用能力4个方面进一步提高。但是，党的十九大报告中进一步明确提出建设航天强国的战略目标，让航天人探索宇宙、逐梦太空的步履更加坚定有力。

　　*部分资料来自于中国探月与深空探测网、新华社发布发表的相关内容。