探索月球,我們的「眼睛」是什麼?

2020-11-26 澎湃新聞

原創錢蔚航空知識

11月24日4時30分

在中國文昌航天發射場

嫦娥五號月球探測器承載著中國航天人的希望

搭乘長徵五號遙五運載火箭成功升空進入預定軌道

開啟我國首次地外天體採樣返回之旅

根據中國探月工程「繞」、「落」、「回」三步走戰略，探月工程三期由這次的「嫦娥五號」承擔任務，目標包括對著陸區的現場調查和分析，以及月球樣品返回地球以後的分析與研究。

陳肖/攝

回顧奔月之旅，一路走來，實屬不易。2004年，中國正式開展月球探測工程——「嫦娥工程」，分為「無人月球探測」「載人登月」和「建立月球基地」三個階段。從2007年「嫦娥一號」成功發射升空，到今年年底的「嫦娥五號」開啟我國首次地外天體採樣返回之旅，其中凝結了太多航天人的辛勞和汗水。中國人的探月工程，為人類和平使用月球做出了重大貢獻。

而在這些成功的背後，有一個重要的系統在保障著任務的順利進行，那就是深空測控網，它能為「嫦娥」指引方向，成為「嫦娥」在茫茫深空中的「眼睛」。

什麼是深空測控網？

深空探測是指脫離地球引力場,進入太陽系空間和宇宙空間的探測活動。深空測控網由地面的多個深空測控站組成，是支撐深空探測任務的核心系統，在深空探測任務中有著不可替代的重要作用，這是一種專門用於深空太空飛行器測控和數據傳輸的專用測控網。

特點

配有大口徑拋物面天線、大功率發射機、極高靈敏度接收系統、信號處理系統以及高精度高穩定度時間頻率系統,能完成對距離地球200萬公裡以遠深空太空飛行器的測控任務。

深空測控系統

一般由深空太空飛行器上的星載測控分系統、地面的深空測控站、深空任務飛行控制中心以及將地面各組成部分連接在一起的通信網構成。深空測控系統為太空飛行器指引著方向，它關乎著太空飛行器的安危。

我國深空測控網的發展

相較於一般的航天測控任務，深空測控任務的難度更大。面對距離地球38萬公裡的月球，一般的航天測控網顯然是完成不了這種高難度的測控任務。

從2007年開始，為了支撐探月工程，中國開始建立自己的深空測控網。從原始雛形到初具規模，從國內建到國外，經過了十幾年的努力，我國的深空測控技術從幾乎空白的狀態躍居世界前列，建立起了由中國東北部地區和西北部地區的2個深空站和位於南美洲阿根廷西部地區的1個深空站組成的中國深空測控網，能夠支持探月任務的多頻段遙測、遙控、數據接收和跟蹤測量等等，是目前世界上功能完備全球布局的三大深空測控網之一。中國深空探測網相繼支持了嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號的任務實施。它不僅為探月工程提供測控，還支撐起了國家其它各類重大航天工程。

不僅如此，深空測控最近又迎來了新的技術飛躍。11月8日，據相關媒體報導，經過近兩年的建設，我國首個深空天線組陣系統在西安衛星測控中心喀什深空站正式建成並完成各項調試測試工作，於近日正式啟用，並直接投入到了這次發射的「嫦娥五號」任務中。

來源：網絡

構建天線組陣系統是未來深空探測網的發展方向之一，隨著對深空的探索越來越深入，我國深空探測任務已經不能僅僅依靠地面大口徑天線了。這次在喀什深空站新建的3座35米口徑天線，會與該站原有的1座35米天線組成4×35米的深空天線組陣系統，從而使得探測距離和接收靈敏度都得到大幅度提升。

什麼是天線組陣接收技術？

天線組陣接收技術就是將各個天線所接收到的信號進行合成，從而達到增大天線口徑的效果，實現遙遠距離信號的有效接收。它不僅可以實現對單個深空探測器的高精度跟蹤測控，每臺天線也可單獨工作，實現對多個深空目標的同時跟蹤，還可以與國內外其他天文臺站實現異地組陣，開展聯合射電天文觀測活動。深空天線組陣系統將為我國今後進行各類深空探測任務提供有力支持。

除了構建天線組陣系統，我國未來還會發展和提升其它方面的測控技術。中國深空測控網將緊緊跟隨著後續的月球探測工程和其它深空探測任務實施的腳步,不斷地發展和壯大,無論是系統規模，還是深空測控通信能力，都將會得到大幅度提升。同時,中國深空測控網還將參與到科學探測應用領域工作,充分發揮其作為國家航天重要基礎設施的積極作用。

本文參考：

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