3月20日，鵲橋二號中繼星成功發(fā)射，探月四期大幕再啟。與以往執(zhí)行探月任務(wù)的火箭不同，這次是新一代運(yùn)載火箭長征八號首次執(zhí)行探月發(fā)射任務(wù)，為何選它？鵲橋二號如何架起地月通信橋梁？它和已經(jīng)在太空中完成計劃使命的鵲橋一號有什么不同？中國航天未來如何構(gòu)建深空通信網(wǎng)？
首迎探月任務(wù)“長八”如何“解鎖”新本領(lǐng)？
說到執(zhí)行探月發(fā)射任務(wù)的火箭，大家可能比較熟悉的是長征三號系列火箭、長征四號以及長征五號，他們都是三級火箭，而此次執(zhí)行鵲橋二號中繼星發(fā)射任務(wù)的長征八號，只有兩級半。作為我國新一代中型運(yùn)載火箭，全箭總長約50.3米的長征八號，和直徑5米、總長57米的長征五號相比顯然是“小個子”。那么，為何此次發(fā)射要選“長八”呢？
航天科技集團(tuán)一院長征八號火箭總設(shè)計師宋征宇：選擇長征八號來發(fā)射地月轉(zhuǎn)移軌道，主要還是由于衛(wèi)星相對來說比較輕，不超過1.3噸，如果用長征五號來發(fā)射就顯得有點浪費了。
鵲橋二號衛(wèi)星重量不超過1.3噸，而長征五號的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸，相比而言，用長征八號來執(zhí)行這次發(fā)射任務(wù)，確實經(jīng)濟(jì)多了。
與以往我國執(zhí)行的奔月軌道發(fā)射任務(wù)采用的直接將火箭送入太空不同，這次發(fā)射鵲橋二號中繼星，長征八號火箭要先在地球大氣層內(nèi)長時間加速“跑”，以每秒10公里以上的最大速度進(jìn)入預(yù)定入軌點。為此，試驗隊員在火箭飛行過程中采用了末級發(fā)動機(jī)二次點火啟動技術(shù)，在火箭飛行中通過熄火滑行來節(jié)約能源。
航天科技集團(tuán)一院長征八號火箭總設(shè)計師宋征宇：使得我們運(yùn)載能力的余量更大，不僅滿足了鵲橋二號衛(wèi)星的運(yùn)載能力，還搭載了兩顆小衛(wèi)星，而且還留出了一定的安全余量。“長八”因為反應(yīng)要快，當(dāng)時叫“快八”。我們也給自己總結(jié)了一個特點，叫“三A”：一個叫accountable，可靠的、值得信賴的，還有一個叫affordable，就是負(fù)擔(dān)得起的，還有一個叫adaptable，適應(yīng)性強(qiáng)的。我們要有一定的利潤，但是我們也要讓用戶負(fù)擔(dān)得起。按照國際的行價，如果是按照一公斤5000美金算的話，我們長征八號的火箭比5000美金要便宜很多，我們并不是很貴。
鵲橋二號和鵲橋一號有何不同？
那么，與2018年發(fā)射的嫦娥四號鵲橋中繼星相比，今天發(fā)射的鵲橋二號中繼星有何不同呢？主要體現(xiàn)在這幾個“更”字：技術(shù)創(chuàng)新更多、技術(shù)狀態(tài)更多、功能更強(qiáng)、接口更為復(fù)雜、研制難度更高、任務(wù)時間跨度更大。
具體看看鵲橋二號什么樣。鵲橋二號中繼星重約1.2噸，和此前發(fā)射的鵲橋號中繼星相比，重了大約2/3。鵲橋二號的大體格不光要執(zhí)行通信中繼任務(wù)，同時還承載了很多科學(xué)探測任務(wù)，在它的身上就攜帶了如極紫外相機(jī)、陣列中性原子成像儀，以及月球軌道VLBI試驗子系統(tǒng)等科學(xué)儀器。
要說鵲橋二號最引人注目的，應(yīng)該就是這個金色的“大傘”了。它的口徑達(dá)到了4.2米，傘面由鍍金鉬絲織成，主要用于反射電磁波。
在鵲橋二號中繼星上還有一個“小傘”，叫二維可驅(qū)動拋物面天線。它的直徑和重量都很小，直徑大約只有0.6米、重約20公斤。有了它就可以保證每時每刻都能指向地面數(shù)據(jù)接收站。
相比之前發(fā)射的鵲橋中繼星，鵲橋二號中繼星的設(shè)計壽命更長，達(dá)到了8年。一旦鵲橋號中繼星退役，鵲橋二號中繼星就要接力為在月球背面探測的嫦娥四號提供中繼通信服務(wù)。
天都衛(wèi)星搭乘長征八號火箭一同前往月球
在本次發(fā)射任務(wù)中，除了鵲橋二號中繼星，還有兩顆搭載星，它們就是天都一號和天都二號衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星又是用來做什么的呢？一起來了解。
天都一號、二號雙星是環(huán)繞月球編隊飛行的新技術(shù)試驗衛(wèi)星。天都一號配置了一體化通信機(jī)、空間路由器等載荷，主要負(fù)責(zé)開展地月激光測距與高速測控等技術(shù)試驗；天都二號配置了通導(dǎo)載荷，具備導(dǎo)航服務(wù)，配合開展星間測量技術(shù)試驗。
深空探測實驗室天都試驗星總指揮陳曉：這個衛(wèi)星主要是開展月球通信導(dǎo)航技術(shù)驗證，兩顆衛(wèi)星之間通過無線電信號進(jìn)行一個收發(fā)，來測量兩顆衛(wèi)星之間的距離。我們現(xiàn)在地球的通信導(dǎo)航衛(wèi)星是比較多的，面向月球空間的，還有一些技術(shù)難度，我們要開展這些技術(shù)的先行驗證。
接下來，天都星將在地面測控的支持下，進(jìn)入環(huán)月任務(wù)軌道。兩星調(diào)整相對距離約200公里，開展月地高可靠傳輸與路由新技術(shù)驗證等一系列通信技術(shù)試驗，為后續(xù)探月任務(wù)打好基礎(chǔ)。
深空探測實驗室天都試驗星總指揮陳曉：月球科研站等一系列航天任務(wù)對月球表面以及地月空間的通信導(dǎo)航需求越來越迫切，后續(xù)我們還會逐步論證并建設(shè)月球通信、導(dǎo)航、遙感系統(tǒng)，來支持未來探月任務(wù)實施。
中國航天未來如何構(gòu)建深空通信網(wǎng)？
鵲橋二號中繼星的成功發(fā)射，為后續(xù)探月任務(wù)打下基礎(chǔ)。專家表示，后續(xù)還將建設(shè)月球通信、導(dǎo)航、遙感系統(tǒng)。那么，中國航天未來如何構(gòu)建深空通信網(wǎng)？中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁此前表示，未來我們還要建設(shè)以月球為中心的深空互聯(lián)網(wǎng)，向太陽系繼續(xù)延伸。
中國工程院院士、中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁：我們正在構(gòu)建一個以月球為中心的星座，一個集通信、導(dǎo)航、遙感以及其他一些功能的系統(tǒng)，構(gòu)成一個星座，這個系統(tǒng)構(gòu)成過后，我們還可以擴(kuò)展到更遠(yuǎn)的深空。
吳偉仁告訴我們，在未來要探索更遠(yuǎn)的深空，除了月球“通、導(dǎo)、遙”一體的星座外，他們還計劃把星座延伸到其他星球。
中國工程院院士、中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁：后續(xù)還要建設(shè)以月球為中心的深空互聯(lián)網(wǎng)，負(fù)責(zé)通信、導(dǎo)航、遙感等多種功能。把我們在地區(qū)為中心的空間基礎(chǔ)設(shè)施變成以月球為中心的，可以向太陽系延伸的更廣闊、更大范圍的系統(tǒng)。在互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的情況下，以后在月球上也可以看電視，也可以看比賽，也可以（使用）Wi-Fi，航天員上個月球都不寂寞了。