中国再出大招?双中继卫星一建,地月通信要打通了!

   时间:2024-08-27 20:02 来源:天脉网作者:沈如风

提及航天领域的佼佼者,美国无疑是个中翘楚,其阿波罗登月计划的辉煌成就至今仍是无人企及的里程碑。然而,昔日的“领头羊”如今却面临着诸多挑战,被中国在航天领域的迅猛发展所赶超。中国在月球探测方面取得了突破性进展,尤其是嫦娥系列探测器的成功,让世界见证了中国的航天实力。其中,“鹊桥”中继星更是功不可没,它为中国月球探测任务提供了强有力的支持。而中国计划打造的“双中继卫星”系统,更是让美国在航天领域的领先地位岌岌可危。

2024年6月,中国的嫦娥六号月球探测器成功着陆月球背面,并传回了大量宝贵的科学数据和清晰的月表影像。这一壮举的背后,离不开“鹊桥二号”中继星的卓越表现。在此之前,尽管人类多次成功登陆月球,但都局限于月球正面。月背对地面测控形成了天然屏障,通信难度极大。而“鹊桥二号”的出现,彻底打破了这一“盲区”,为嫦娥六号任务提供了稳定可靠的中继通信,同时还通过星载设备获取了地球等离子体全景成像,为地月空间环境的研究提供了新的视角。

与中国探月工程的稳步推进形成鲜明对比的是,美国的“阿耳忒弥斯”登月计划却陷入了困境。据天脉网了解,该计划原定于2024年实施首次载人绕月飞行,并于2025年底前重返月球。然而,由于技术难题和高昂成本的影响,这一宏伟计划不得不一再推迟。目前的最新方案是,绕月飞行要等到2025年下半年,登月时间则推迟到2026年下半年。而中国的载人登月目标已经明确,最迟在2030年前实现。如果美国不加紧步伐,很可能被中国反超。

中国在航天领域的发展速度惊人,嫦娥系列探测器不断刷新纪录,圆满完成了月球绕飞、落月、采样返回等一系列任务。加上美国在登月进程中接连受挫,中美在月球赛道上“会师”的可能性越来越大。一旦中国率先重返月球,那将创造人类探月的新奇迹。

为了进一步增强月球及深空探测能力,中国正计划打造一个功能更强大、覆盖更广泛的“双中继星”系统。这一构想引发了科技界的广泛关注。未来,中国将整合“鹊桥”和“天链”两大卫星星座,建立一个地月信息高速公路,并最终延伸至更广袤的深空。届时,环月运行的鹊桥系列中继星将与环地轨道的天链卫星群形成天地协同,通过星间链路实现地月之间高速、不间断的数据传输。

“双中继星”项目包含两大部分:一是作为月球轨道中继的“鹊桥”系列;二是侧重地球轨道中继的新一代“天链”卫星。两者通过星间链路实现数据“接力”,从而在地月之间架起一座全天候、高速率的信息之桥。这一方案将极大地弥补此前单一中继卫星的不足,提升整个通信链路的可靠性和稳定性,并实现更大容量、更高速率的数据传输,为未来探月任务搜集海量科学数据提供有力支撑。

然而,要实现这个宏伟构想,仍需攻克一系列技术难题。首先,月球距地球较远,平均距离约38万公里,是地球同步轨道高度的100倍。因此,要在地月之间实现稳定可靠的通信链路,中继卫星必须具备超远距离、大容量、高速率的通信能力。其次,地月空间环境比近地轨道复杂得多,中继星需要具备较强的抗辐照能力和适应复杂多变的空间环境的能力。此外,地球和月球都在不停运动,中继星的轨道设计和星间链路的动态重构也面临巨大挑战。

为了突破这些瓶颈,中国的科研人员开展了大量卓有成效的工作。“鹊桥”团队成功研制出天线口径达4.2米的定向天线网,使中继星通信能力较前一代提升了近10倍。“天链”团队则着力发展空间激光链路技术,实现了高速率、大容量的星间激光通信。同时,中国还着眼中继星的智能化升级,通过搭载智能信息处理平台,赋予中继星更强的自主管控能力,显著提升系统运行效率和服务质量。

 
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