首发2024-06-16 16:21·寰球科学讲说

我国探月是一个系统工程，每个任务之间都有联动，一个任务周期结束后，下一个任务周期就紧接着启动。因为地球和月球的抄袭锁定的关系，月球的另一面永远背对着我们，这就导致月球背面无法进行信号传输，鹊桥二号就起到了信号中转的作用，在嫦娥六号任务完成后，鹊桥二号就要进行变轨工作，迎接嫦娥七号的到来。

我们先介绍一下鹊桥二号中继星，重达1200公斤，卫星上有两个通讯天线，一个是直径为4.2米的伞状抛物面天线，这是与月背的嫦娥六号的探测器进行通讯。与地面通讯的是直径0.6米的双频抛物面天线，向地球传输数据。

通过鹊桥二号中继星能够将探测器的一举一动传输给地球，也能够将地球的指令传递给探测器。因为鹊桥二号配备了大功率转发器和高增益天线，速率特别快，据说一秒钟可以下载两部电影。可以同时实现月面着陆器、月球车的双向通讯。

那么嫦娥六号处于月球背面，鹊桥二号能够一天24小时都提供信号的中转服务吗？答案是否定的。鹊桥二号虽然可以给嫦娥六号提供信号周转服务，但是也有信号的空白期。这个空白期接近4个小时。嫦娥六号在这4个小时内，无法接收到任何的地面信号，也无法回传数据。在执行相关动作时，必须要避开这4个小时。

比如着上组合体着陆月球，进行月面挖土，上升器点火上升等都要避开这4个小时的信号空白期。而类似飞行器分离、交会对接等工作实际上是可以在月球正面轨道完成的，信号可以正常传输。

那么鹊桥二号为什么全天只能覆盖20个小时的信号中转，而不是完全覆盖呢？这就要从鹊桥二号的设计初衷说起。

鹊桥二号原本是要作为嫦娥七号的载荷升空的，在抵达月球轨道后分离，作为嫦娥七号、嫦娥八号的中继星，但因为嫦娥六号月背取样计划的原因，需要提前发射鹊桥二号升空。卫星可以实现变轨，因为自身携带了一些燃料。当燃料耗尽，卫星偏离轨道后也就失去了原本的功能，卫星也就达到了使用寿命。

为了能够同时覆盖嫦娥六号及后续的嫦娥七号、八号的任务，鹊桥二号当前运行的轨道是环月大椭圆轨道。这个轨道是以地月引力平衡点L2为运行中心的一种月球轨道，运行周期为24小时。

这个轨道的特点是能够平衡地球和月球引力，鹊桥二号在这条轨道上运行，可以实现轨道的免维护，不损失燃料，这就变相的增加了鹊桥二号的运行寿命。其二是这条轨道的周期可以覆盖月球南极长达20个小时，能够很好的支持嫦娥六号完成相关的任务。

除了给嫦娥六号提供信号中转外，鹊桥二号还替代了原来的鹊桥号中继星给当前在月背开展探测的嫦娥四号及玉兔二号登月车提供服务。从设计寿命上看，鹊桥二号为8年要长于鹊桥号的5年，鹊桥号已经超期服役。运行轨道方面，鹊桥号是运行在环地月拉格朗日L2点（L2 halo）轨道，只能覆盖月球背面，不能覆盖正面，这也正是鹊桥二号接力鹊桥号的原因

随着嫦娥六号的轨返组合体在月球轨道上择机执行地月轨道转移，6月25日就着陆地球，任务也即将告一段落。鹊桥二号的任务就只有为嫦娥四号及月球车提供信号中转。后面更重的任务就是准备迎接嫦娥七号和嫦娥八号的到来。

我国预计在2026年发射嫦娥七号、2028年发射嫦娥8号，并于2030年前后实现载人登月和月球科研站的建设，这都需要鹊桥二号中继星发挥作用。那么随着嫦娥六号任务告一段落，鹊桥二号将择机变轨进入一条周期为12小时的环月大椭圆冻结轨道。

鹊桥二号的作用只是一个信号中转的角色吗？不只有这么简单，鹊桥二号上还携带了月球轨道VLBI试验系统、阵列中性原子成像仪和极紫外相机等科学载荷，一边完成通讯一边还要完成科学探测。

随着鹊桥二号一同上天的还有天都一号和天都二，这两颗用于验证验证环月轨道高精度定轨、高速测控等关键技术，支撑国际月球科研站地月一体化网络建设。后续我国将建设鹊桥通导遥综合星座，将搭建一个覆盖地球、月球、火星的一个太空导航系统，同时更多的卫星将会陆续发射到月球轨道上，建设一个庞大的太阳系内的卫星导航系统。

我国探月工程是一个系统工程，一环衔接一环。随着嫦娥六号的结束，科研人员即将开展对月背样品的研究。航天工作者也要转身投入下一个嫦娥系列的工作任务。而在执行嫦娥七号前，首要的任务就是调整鹊桥二号的月球轨道。