嫦娥四号自述：我走过最长的桥，是你的“鹊桥”
邱晨辉
我是嫦娥四号，嫦娥三号的妹妹，人称“四妹”。
12月8日凌晨，我乘坐长征三号乙运载火箭，穿过地球大气层奔向月球，开启了人类首次月球背面软着陆巡视探测之旅。
6个多月前，一位专一的“男士”已经跨越几十万公里的路程，在深空中心心念念地等待着我，这便是我的“情郎”，由我的出生地航天科技集团五院抓总研制的嫦娥四号中继星——“鹊桥”。
命中注定的那颗星
在深空探测任务中，难度最大的可能就是“通信问题”了。
按照我的“师父”、航天科技集团五院嫦娥四号中继星总设计师张立华的说法，如何确保远距离数据通信链路的可靠建立，实现航天器和地面的实时通信联络，是世界各国都在致力解决的深空探测关键核心技术。而月球背面的通信问题，一直是困扰人类登陆月球背面的难题。我要到月球背面“安家落户”，遇到的第一个“障碍”，就是我和地球相隔遥远的地月距离，以及通信信号无法穿透的月球球体。
五院的航天师父们说，实现数据中继的方法不止一个。比如，可以发射很多颗中继通信卫星，他们绕着月球转，保证始终至少有一颗卫星，绕到我落在月球背面的通信范围内，把信号传到地球。这虽然可行，但由于需要研制发射多颗通信卫星，成本比较高。
还有一个有效但可降低成本的方案，就是用一颗数据中继卫星来帮忙，实现身处月球的我与地球之间的实时通信。
我国已经有了几颗中继星，为什么不能“就汤下面”，还要再单独发射一颗中继卫星？航天师父们给出这样一个解释：现有的中继卫星基本都运行在地球同步轨道上，够不到月球背面——他们只能为在近地空间运行的航天器提供中继服务，而无法实现地球与月球背面之间的通信联系。
发射一颗新型的中继卫星成为最终的选择——把他放在一个不被月球遮挡的适当位置，来实现我与地球之间的数据传输，这才成就了如今所谓“架鹊桥，等嫦娥”的佳话。
Halo轨道的约定
我将要实施软着陆以及巡视勘测的位置，是在月球背面靠近南极的一个叫冯·卡门撞击坑的地方。
五院的航天师父们决定把“鹊桥”架在“地月系统拉格朗日L2点”上，这个位置处于地球和月球两点连线的延长线上，且在较小的天体也就是月球一侧。在这里，“鹊桥”可以同时和地球、月球背面进行信息和数据交换，完成“中继”任务。
当然，如果中继星“守”在地月拉格朗日L2点“一动不动”，受月球的遮挡，仍然“看不见”地球。为此，航天师父们给中继星设计了一个“Z向”振幅约1.3万千米、绕地月拉格朗日L2点的Halo轨道。
用航天师父张立华的话说：“鹊桥”在这一轨道上做拟周期运动，既能“看见”地球，又能“看见”月球背面，通过定期轨道控制来保持轨道的稳定性，实现对我的中继通信覆盖。
（节选自《中国青年报》）
