嫦娥四號「鵲橋」中繼星就位,「三體」運動達成

2021-01-15 騰訊網

記者從國防科工局、國家航天局獲悉，6月14日11 時06分，探月工程嫦娥四號任務「鵲橋」中繼星成功實施軌道捕獲控制，進入環繞距月球約6.5萬公裡的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Halo軌道的衛星。

讀完大家可能會感慨「每個字我都認識，就是連起來以後看不太懂」，沒關係這個晦澀的小天體物理知識，其實跟國內近年火熱的《三體》還有很強的關聯呢。

三體運動就是指三個質量、初始位置和初始速度都是任意的可視為質點的天體，在相互之間萬有引力的作用下的運動規律問題。一般情況下，這種運動本身是無法抽象成公式求解的，因此也就無法進行預測，這也是《三體》小說裡逼死「三體文明」的主要原因。但三體運動在幾個初始狀態極為特殊的情況下可以用公式表達求解，我們地球、月球與「鵲橋」衛星這三個物體組成的系統就可以粗略簡單的看做這種極為特殊的情況。

在地球和月亮這兩個星球組成的雙星系統中，有五個拉格朗日點，在這五個點上，兩個星體的相互作用力趨於平衡，如果鵲橋中繼衛星放在這五個點上，就可以「左右逢源」在極少損耗自身燃料的情況下，跟著月球一起圍繞地球做圓周運動。

但這五個點並非都是完全理想的鵲橋中繼衛星的「基站選址點」，因為鵲橋中繼衛星是負責在地球和登陸月球背面的嫦娥四號之間建立通訊聯繫，為了讓兩者之間的信號不被月球本身所遮擋，鵲橋中繼衛星的理想「棲息地」就只有選在月球背面的那個拉格朗日點（拉格朗日L2點）附近，一個「雨露均沾」的地方

在這地方鵲橋中繼衛星圍繞著地月之間的拉格朗日L2點運動，而不是直接就「賴」在拉格朗日L2點上了，選擇一個這樣複雜的軌道是因為這樣做鵲橋中繼衛星即可以「蹭上」拉格朗日L2點獨特的「地理和區位」優勢，「毫不費力」地長時間和月球一起圍繞地球運動，又可以保證地球始終可以「看到」自己，不會因為面前月球的遮擋而收不到地球發來的信號，避免了「燈下黑」的情況。總而言之鵲橋中繼衛星選擇拉格朗日L2點附近的這個halo軌道就能做到「兩全其美」，堪稱是「以力賦運」「上風上水」的「黃金地段」。

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