中國的第二個探月器停泊在深空中一個稱為拉格朗日點的穩定位置,這是研究太陽和地球磁場的新任務的一部分。
這艘多工航天器,名為嫦娥二號,今年早些時候完成了其月球測繪任務。專家表示,它的新任務可能標誌著中國在太空領域的實力不斷增強——不僅是為了科學目的,也可能是為了展示戰略意圖。
從月球到L2(拉格朗日點2,位於地球背對太陽一側的穩定點)的路線,嫦娥二號總共花費了77天。該航天器於6月初離開月球,並在8月下旬停泊在其新位置。在L2,嫦娥二號距離地球約932,056英里(150萬公里)。[最令人驚歎的月球任務]
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深空探索
中國國家國防科技工業局宣佈,這個經過重新設計的探測器使中國航天局成為有史以來第三個訪問拉格朗日點的航天機構。歐洲航天局和美國宇航局也發射了訪問拉格朗日點的任務。
中國探月工程二期工程副總指揮劉同傑表示,據《中國日報》報道,嫦娥二號的新位置使其能夠執行兩項科學任務:觀察地球磁場和繪製太陽風暴。
劉同傑說,嫦娥二號在10月份的另一項任務是幫助評估中國兩個大型深空通訊天線的能力。
其中一個天線直徑為115英尺(35米),正在西北部的喀什建造。第二個天線的直徑幾乎是其兩倍,約為210英尺(64米),正在東北部的佳木斯建造。
據報道,這些天線將成為中國深空網路的一部分,該網路將於2016年建成,旨在處理未來可能的木星探測和太陽極點探測。
巧妙的操作
德克薩斯大學天文系的丹·萊斯特說:“嫦娥到達地球-太陽L2不需要太多能量,一旦到達那裡,去其他拉格朗日點也只需要很少的能量。”“因此,中國利用其能力這樣做實際上很有意義。”[我們的太陽系:行星照片之旅]
萊斯特告訴SPACE.com,如果您想在地球-月球系統附近進行巧妙的操作,並且消耗很少的能量,那麼獲得這種經驗確實很有幫助。
萊斯特補充說:“很想聽聽這裡的計劃,但是做出這個決定並不令人意外。”“我不會將其解讀為除了導航能力和空間保持的練習之外的任何其他東西。這並不容易……因此這是一個很好的測試。”
萊斯特指出,L2是許多西方科學航天器駐紮的地方,並且在在那裡度過一段時間後,嫦娥二號可能會飛到其他拉格朗日點。
軌道力學
“可以使用月球重力輔助機動,將其重新定位到一些有趣的物體上,”軌道力學方面的美國領先專家、新書《太空前沿五十年:暈輪軌道、彗星、小行星及其他》的作者羅伯特·法夸爾說。
法夸爾說:“我有一些關於嫦娥二號可以去哪裡的想法,我希望在不久的將來向中國展示我的計劃。”
普林斯頓大學的愛德華·貝爾布魯諾說,嫦娥二號的運動“表明中國正在掌握一些微妙的軌道動力學和能力,使航天器可以從月球機動到地球-太陽L1,並且只需少量燃料”。貝爾布魯諾透過使用不穩定的混沌和動力系統找到低能量路徑,開創了一種新的太空旅行方法,稱為弱穩定性邊界理論。
貝爾布魯諾指出,嫦娥二號的運動還涉及到深空跟蹤和通訊能力,距離地球可達150萬公里,L2和另一個拉格朗日點L1都位於此。
中國掌握到達L2的能力出於幾個原因非常重要,貝爾布魯諾說。他說,這些點距離地球很遠,位於那裡的航天器可以在良性環境中進行科學測量和觀察。
“也許更重要的是,低能量路徑會從L1和L2延伸出去,可以利用這些路徑以更少的燃料將航天器送往木星、火星、小行星。它們是極好的中轉站,”貝爾布魯諾說。“將航天器放置在這些點上,可以獲得一個制高點。”它們不僅是放置空間站的有趣位置,而且從那裡,中國可以進行載人和自動化模式的行星探測。
“中國已將其月球航天器傳送到[L2]這一事實表明了對太空探索的長期承諾,”貝爾布魯諾說。
太空軍事影響?
傳統基金會(一個保守的公共政策智囊團)研究中國政治和安全事務的研究員程迪恩認為,嫦娥二號的軌道操作部分是為了民族自豪感,部分是為了科學好奇心,部分是為了政治行動:在第一世界水平上做事。
他說:“太空以其高度的可見性和明顯的高科技光環,是做到這一點的絕佳機會。”
但是,拉格朗日點在多大程度上也可以加強中國的軍事太空行動?
關於L點的戰略軍事用途,“(從我們這邊)有一些有趣的想法,關於L點作為軌道備件的儲備地點以及可能來自外軌道的反衛星的用途,從意想不到的角度摧毀地球靜止衛星和類似衛星,”程說。
他說,軌道備件的可能性可能值得進一步調查。
程說:“如果您認為可能會發生衝突,並且您掌握了何時開始衝突的主動權,您可能希望將系統部署到更遠的地方,在那裡它們更難被監控,以防您的在軌系統可能因各種手段而損耗,並且很難更換它們。”
程說,考慮到任何對發射場、生產場或其他基礎設施可能成為目標的擔憂,而且不僅僅是透過物理手段,還包括透過網路和其他手段,那麼您絕對可能希望提前將系統部署到軌道或更遠的地方。
“但這只是推測,不一定基於中國的具體主張或著作,”程強調說。
倫納德·大衛在太空工業領域報道了五十多年。他是今年國家太空俱樂部新聞獎的獲得者,並且曾是國家太空學會的《Ad Astra》和《太空世界》雜誌的主編。自 1999 年以來,他一直為 SPACE.com 撰稿。
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