“嫦娥”四號探測器是世界上第一台在月球背面着陸的探測器,在之前無論是美國的“阿波羅計劃”還是蘇聯的“月球三號”,在繞到月球背部時都要面對通信中斷的問題,地面指揮部除焦急等待外並沒有其他辦法。月球直徑3476公里,又是一座高山的星球,通訊想要保持聯繫很難做到,況且“嫦娥”將會是常客,工作人員需要實時的保證嫦娥探測功能的正常運作,於是通訊就成為一大問題。
想要“嫦娥”與地球保持聯繫的第一步,是將中繼通信衞星“鵲橋號”發射到達月球L2點。所謂L2是法國數學家拉格朗日提出的衞受太陽、其丟兩大天體引力作用,能保持相對靜止的點,L2點位於日地連線上,地球外側約125萬公里處。停留在這裏的好處是利於長期駐留,儘可能地減少燃料消耗,是探測器、天體望遠鏡定位和觀測太陽系的理想位置。在工程和科學上具有重要的實際應用和科學探索價值,是國際探空探測的熱點。
不過即便是在學理上相對可觀的點,一個距離地球平均距離為384401千米的星球,如何保持通訊不中斷,也成為人類需要重點攻克的一大難題。中繼衞星全名為跟蹤與數據中繼衞星系統,是為中、低軌道的航天器與航天器、航天器與地面站之間提供數據中繼、連續跟蹤與軌適測控服務的系統,簡稱中繼系統,這是20世紀航天測控通信技術的重大突破。
在以往的時候,受高頻段電波直線傳播特性和地球曲率的影響,使地面測控站跟蹤中、低軌道航天器的軌道弧段和通信時間受到限制。跟蹤與數據中繼衞星的作用,相當於把地面的測控站升高到地球靜止衞星軌道高度,可居高臨下地觀測到在近地空間內運行的大部分航天器。除此之外,中繼系統還被應用於軍事、氣象等其他領域,各國對於該技術也頗為重視。
“鵲橋”中繼衞星擔任着維持“嫦娥”與地球的聯繫,所以需先一步抵達L2點。“鵲橋”搭建在這裏,除卻前面所述的相對靜止優勢外,還有光照條件較好,航天器很難被遮擋,有利於通訊的傳輸。目前“鵲橋”正在為人類探索月球背部的工程作出巨大的貢獻,在未來會源源不斷的提供給我們更多有關於月球、宇宙的實時資料