中国真的搭了鹊桥？嫦娥四号首次登陆月背，月背究竟有什么？

　　古有嫦娥奔月，今有＂嫦娥＂探月。自2004年中国开展探月的＂嫦娥工程＂以来，中国的航天事业稳步提升，并不断取得突破。继 嫦娥三号首次实现了月球软着陆和巡视探测 ，嫦娥四号也在2018年12月8日发射成功。但备份星嫦娥四号却跟三号有着很大的不同， 不仅仅因为这是人类第一次实现在月球背面着陆，更是因为搭建了一个＂鹊桥＂。为什么会有＂鹊桥＂，这个＂鹊桥＂是我们想象中牛郎织女的＂鹊桥＂吗？
　　月球是地球的一颗卫星，月球围绕着地球公转的同时也在自转，凑巧的是，公转周期跟自转周期基本是一样的 。我们可以想象一下，月球一边公转的同时也在自转，并且速率基本匹配，这样的话，月球只有一面是面对着地球的， 所以在地球上的我们始终只能看到月球的正面。 而世界各国的探索也只踏足了月球正面，对月球的背面，我们还一无所知。
　　但是嫦娥四号的使命是在月球背面，这是 人类首次计划着陆月球背面的探测器 。
　　首先就面临了一个问题， 以现在的科学技术，探测器的电磁波还无法穿过直径3400多公里的月球与地球进行通信，如果不解决地月的通信问题，嫦娥四号的科学数据将无法传输回来，任务也无法顺利完成。
　　这就让科技人员想起了牛郎与织女的故事。相传古时候牛郎和织女被银河隔开，只有在7月7日在喜鹊搭起的鹊桥上相会。对比现在的情况，为搭建地球与月球的通信桥梁，嫦娥四号的任务首先要发射一颗卫星，这颗卫星看到地球的同时也能看到月球背面。＂鹊桥＂中继星就应时而生。
　　中继星，是通信卫星的一种，主要为卫星等航天器提供数据传输，数据中转的作用，它能解决数据无法直接传输，传输信号弱或是传输量过大的问题。 ＂鹊桥＂中继星就成为地月通信的＂信使＂。
　　但是，在茫茫宇宙里究竟怎么找出能同时看到月球背面和地球，让它们＂相会＂的点呢？
　　早在1772年 法国数学家 拉格朗日就推导出：卫星受太阳、地球两大天体引力作用，能保持相对静止状态，其中拉格朗日 L2点就是理想位置， 能同时看到月球背面和地球，而且消耗能量少。届时嫦娥四号会先将信息发射给中继星，然后再将信息传输回地球，这样解决了月球背面与地球的通信问题。
　　2018年5月21日，嫦娥四号的＂鹊桥＂中继星在西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空，最后成功进入使命轨道，围绕着L2点做拟周期运动，成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。
　　＂鹊桥＂到达之后，做的第一件事就是检测＂相会路径＂即 信息传输是否正常 ，否则嫦娥四号的任务也就没有意义了。在接下来的三个月，工作人员每天都用鹊桥伞状形的4.2米口径的天线持续跟地球进行通信，通过嫦娥四号的一些通信设备，验证了至少在与地球通信的时候是正常的。
　　就这样，2018年12月8日，嫦娥四号发射升空。
　　嫦娥四号是第一个着陆月球背面的探测器，实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。嫦娥四号探测器着陆之后经过＂鹊桥＂传输第一时间拿到的就是月球背面的图像，这个图像是人类历史上的第一张近距离在月球表面拍摄的月球背面的图像，揭开了月球背面并没有我们想象中的童话。 图像上面我们看到一些地形地貌，但是它有许多奥秘等着我们去探索。探测器的先进的设备对月球背面的月壤也进行了成分分析，在月夜期间对月球的一个自然环境包括温度等等这些，采集到了第一手的数据。这些都是研究月球背面非常重要的科学数据，是科学家们非常渴望的东西。
　　从＂鹊桥＂到嫦娥四号，这并不是一条坦途，在这一路上遇到不少困难，面临从来没有的状态和环境。
　　首先是鹊桥面临着＂减肥＂的难题。 搭载鹊桥的长征四号丙运载火箭承载重量不能超过450公斤，因此鹊桥的重量要低于450公斤，在想尽办法之后，采用3D打印，镁铝合金等材料改进零部件，鹊桥成功瘦到448公斤。
　　其次就是＂鹊桥＂的速度问题。 在规定的时间内，鹊桥的速度该如何调整，将精度控制到分秒不差，把推进剂用得最长。
　　还有就是＂鹊桥＂的刹车问题，在靠近月球的时候，需要刹车。 为什么需要刹车呢，这是因为需要刹车让月球引力抓住＂鹊桥＂，再依靠引力送至L2点。 如果刹车踩到底了，就会被月球引力抓住，甚至可能会撞月，但是踩轻了，可能又绕月球转。 所以这脚刹车要怎么踩，踩到哪个程度，才能控制到分秒不差，在短时间内成功将＂鹊桥＂送至L2点。在经过大量的轨道推算和复核审查之后，最终＂鹊桥＂成功实施轨道捕获控制，进入使命轨道。在这个陌生的领域里，他们付出的汗水和努力是我们无法想象的。
　　再者就是在深冷空间里面，在太阳照射不到的时候， ＂鹊桥＂面临的极限温度 。在这种温度下，几乎所有的设备仪器都很难正常运行。所以需要给这些设备人为的营造一个好的工作条件，这是一个很大的挑战。但是航天的工作人员接住了这个挑战， 到目前为止，＂鹊桥＂已经是在超期服役了，而且状态也是非常正常的，可能会继续运行下去。
　　看到这里我们不禁会想，我们花了大量的人力物力和资源，穷尽我们的智慧解决一个又一个困难和难题去发展我们的航天工程， 去探索月球到底有什么意义呢 ？
　　其实这些并不是我们现在直接能看到的意义，我们需要以发展的眼光来看待。 就像我们对自己发出的终极疑问： 我们从哪里来，要到哪里去，对地球同样也是如此，通过探索月球的演化去类比出地球的演化，探索地球的过去。 而且我们人类的认知是有限的，我们只有不断去探索，去实践，才能不断拓宽我们的知识的边界，去发展我们地球的未来。除此之外，我们地球的资源是有限的，在月球发现可能地球上没有的稀有元素，随着科学技术的进一步发展，我们能有效利用月球上的资源。 科技永远在进步，人类的探索也会永无止境。或许将来的我们会发现，现在干的每一件事，都有无比重大的意义。
　　作者：杨伟兰 初审：新茶 校稿编辑：小宛