新華社北京6月18日電　題：科普：“鵲橋”中繼星靠什么幫“嫦娥”赴廣寒,？

新華社記者白國龍

經(jīng)過20多天的精確飛行,，承擔(dān)嫦娥四號中繼通信任務(wù)的“鵲橋”中繼星不畏宇宙射線、太空碎片的襲擾,，跨越40多萬公里于6月14日成功抵達繞地月L2點的Halo軌道,，正式進入預(yù)定位置。隨后“鵲橋”開始積極“備戰(zhàn)”,，為2018年底前到月球背面執(zhí)行探測任務(wù)的嫦娥四號月球探測器打好前站,、掃清障礙，搭建一條連接地球和月球的信息“生命線”,。

“這是人類歷史上航天器首次造訪地月L2點Halo軌道,，‘鵲橋’的成功就位,，不僅為嫦娥四號任務(wù)的順利開展奠定了堅實基礎(chǔ)，更標志著中國航天人的軌道控制,、通信等空間技術(shù)邁入國際領(lǐng)先行列,。”航天科技集團五院院長張洪太說,。

“要探‘月背’,、中繼先行”，搭建中繼鏈路是實現(xiàn)月球背面探測的第一步,，也是一個難關(guān),。20世紀50年代國際航天界提出了中繼星Halo軌道的概念，如今,，中國航天人將設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實,。

Halo軌道又叫“暈軌道”，取日暈和月暈之意,，軌道形狀是非共面的三維非規(guī)則曲線,，而“暈軌道”控制的難度和復(fù)雜程度“確實挺讓人頭暈”。

航天科技集團五院502所技術(shù)人員形象地說,，“鵲橋”在這個軌道上運行就像調(diào)皮的孩子,，只要一段時間不關(guān)注就會“離家出走”，甚至不知所蹤,。為了完成嫦娥四號探測器與地面測控站之間的數(shù)據(jù)中繼,，需要中繼衛(wèi)星時刻保持高穩(wěn)定、高精度的姿態(tài)和角度,，否則就會影響信息的傳輸,，甚至影響嫦娥四號任務(wù)的完成。

為了應(yīng)對復(fù)雜軌道下對航天器進行頻繁姿態(tài)調(diào)整的挑戰(zhàn),，保證在壽命期內(nèi)從容面對突發(fā)事件,、減少地面人員的操作負荷，專家們把提升航天器自主控制的智能化水平,、精準化程度放在首位，在軌道控制策略上設(shè)計了速度增量關(guān)機和時間關(guān)機兩種模式,，對軌控關(guān)機前的發(fā)動機脈寬進行了精確設(shè)計,。此外，他們專門為“鵲橋”量身定制了具有高智能化水平,、全天候,、全天時、全空域運行能力的光纖陀螺慣性測量單元,，徹底擺脫了之前姿態(tài)敏感器需要借助地球,、太陽等天體來定位的束縛,。

“這就像在高速奔跑中還要穩(wěn)穩(wěn)地做微雕?！奔夹g(shù)人員對“鵲橋”軌道控制的精度充滿自信——裝備大量原始創(chuàng)新,、系統(tǒng)集成創(chuàng)新的新技術(shù)，“鵲橋”具備在1000m/s高速在軌飛行中,，速度控制精度誤差不大于0.02m/s的本領(lǐng),。

建一條穿越40多萬公里的“星際空間”、連接地球和月球的通信鏈路,，考驗的不只是設(shè)計上科學(xué)合理,、更要求工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠。為此,，“鵲橋”進入預(yù)定位置后便開展中繼通信功能的測試,，進一步磨合自身所攜帶的新式裝備，力保在長達3年的壽命期間時刻保持最佳狀態(tài),。

多安全備份遙測遙控指令設(shè)計是航天科技集團五院西安分院技術(shù)人員針對“鵲橋”特有工作環(huán)境的創(chuàng)新之舉,，這就像通過多重備份給“鵲橋”配了多部“手機”。地面工作人員可以同時給這幾部“手機”打電話,，發(fā)出相同的遙測指令,，規(guī)避因為距離遠或其他未知因素造成的信號中斷、信息傳送不準確等問題,。此外,，“鵲橋”裝備的S頻段數(shù)字化深空應(yīng)答機是我國首臺數(shù)字化深空應(yīng)答機，不僅具有對錯誤數(shù)據(jù)自我修正的功能,，而且具有強大的靈敏度和信號捕獲能力,，為航天器穩(wěn)定運行再上一道“安全鎖”。

專家表示,，“鵲橋”裝備的4.2米口徑的高增益?zhèn)銧顠佄锩嫣炀€,，是人類深空探測任務(wù)史上最大口徑的通信天線，可以實現(xiàn)對地,、對月,、對日和對慣性空間任意目標指向與跟蹤的三軸穩(wěn)定控制，將為嫦娥四號著陸器,、巡視器與地面站之間的測控與數(shù)據(jù)傳輸提供有力支撐,。