鹊桥号已率先抵达拉格朗日点！未来太空探索中，它将极其重要

　　随着嫦娥四号的发射，读者对探月工程越来越感兴趣。我们知道，嫦娥四号计划中比以往都复杂，其中重要的原因就是软着陆月球背面带来的通信问题。由于月面的阻挡，地球上的指令就不能直接控制到月球背面的探测器上，也无法接收到嫦娥四号探测器传送的信息，所以必须先发射一颗信号中继卫星，也就是鹊桥号。但是鹊桥号并不是围绕月球旋转，而是月球背面空间上的一个点
　　这个点可不是随随便便的，它可是大名鼎鼎的拉格朗日点。在以后的太空争霸中，拉格朗日点极其重要！大家对这方面关注不多，希望这篇文章引起大家的重视。
　　在未来一个世纪的太空探索中，人类主要还是围绕太阳系展开。 不管是航天器还是飞船，在地外空间至少会受到两个天体的引力束缚。
　　比如鹊桥中继卫星，不仅受到地球引力，还受到月球引力，当然也包括太阳。
　　但是在地月系统中，太阳对鹊桥号的引力干扰相对来说小得多。我们通俗理解时，可以将其忽略。
　　我现在问你一个问题，鹊桥号不仅受到地球的引力，还受到月球的引力。在两个力的共同作用下，如何才能让鹊桥号保持相对静止？
　　其实这是一个比较简单的数学问题。
　　数学家欧拉曾经列出公式求解，算出来三个解。也就是说：第三个物体处于这三个解的空间点上，会和两个大天体保持相对静止的状态。后来法国数学家拉格朗日又找到了两个解。现在有五个解可以满足第三个物体与两个天体保持相对静止的状态，也就是空间上的五个点。图中已经列出L1～L5。为什么非要把航天器发到这五个点上呢？难道不可以随便发吗？
　　当然了，理论上鹊桥号中继卫星可以随便绕月球的一个点旋转。但造成的结果就是：相对地月位置不稳定，且又耗能。
　　如果中继卫星绕拉格朗日点旋转，基本就费不了多少能耗，很省燃料的。这就意味着鹊桥号自带的燃料足以长时间维系其动力所需。
　　如果鹊桥号随便绕一点旋转，那么费的燃料可大了去了，弄不好还得给中继卫星装个核热动力推进器，这一来造价就老高了。
　　以上还都不是关键点。最重要的是：绕拉格朗日点旋转的中继卫星可以与地球和月球保持相对静止，这样信号传送就极其稳定。探月器可以稳定的把信息传给中继卫星，中继卫星也可以稳定的把信息传到地球。
　　如果不是在拉格朗日点上，那信号就不稳定，甚至断断续续，最糟糕的结果就是失联。
　　地月系统的拉格朗日点
　　地月拉格朗日点是五个，既然要探测月球背面，当然选择L2点最合适。因为只有L2点完全在月球背面。你可能会质疑：为什么要绕L2旋转呢？静止停在L2点上不行吗？
　　肯定不行，中继卫星在惯性情况下要么匀速直线运动，要么静止。如果你不启动引擎，要么鹊桥号就远离月球直线运动了，要么你就只能在一个时刻相对于月球固定一点静止。但这根本不可能，因为鹊桥号还受到地月共同引力施加的加速度，所以别想着关闭引擎。月球总是在运动，中继卫星必须每时每刻都得相对于月球某点静止，那么鹊桥号就必须运动起来。反正在拉格朗日点附近运动也不怎么消耗能量。 （其实文中的相对静止只是粗略地静止，肯定有浮动变化，但这浮动相对于地月距离来说就算不了什么）
　　该怎么运动呢？直线运动肯定不行！那就绕L2点旋转呗。
　　三维非规则曲线
　　但要注意：中继卫星绕L2旋转可不是简单的圆周或者椭圆轨道，而是三维非规则曲线，因为这是根据地月的引力微变而做出的应对性微调！
　　现在可以想象，如果我们要探测火星，探测太阳。是不是也需要这样的拉格朗日点呢？
　　火星—太阳系统的拉格朗日点
　　在两个天体系统只有五个拉格朗日点，在以后的太空争霸中，这些点极其重要。理论上一个拉格朗日点可以发射多个航天器，但考虑到密度问题，以后国际上很有可能会在拉格朗日点周围划分区域，谁都愿意拿到更大，更理想的星际区域。所以未来各国的太空计划中，围绕着拉格朗日点将是激烈的太空资源争夺战。如果我们要探测太阳，就需要找到地日系统最合适的拉格朗日点
　　地日系统的拉格朗日点
　　而地日最合适的点就是图中的L1，航天器在这个点上距离地球最近，也是地日直线上的一点。L3就在太阳后面了，通信是个大问题；L2点就忽略了，因为你要探测太阳，却躲在地球背后，那还探测什么；L4和L5点距离地球和太阳都太远了，就失去意义了。目前地日系统的L1点已经被美国的SOHO日光层探测器占领。当然，以后我国还是可以＂挤一挤＂的。
　　​​ 中国曾经也计划发射太阳探测器，也就是＂夸父计划＂，本来都计划好在2014年发射，但是该计划目前被搁浅了。
　　不过还好，我国已经率先抵达了地月系统的L2点了。