“神经系统”“顺风耳” 为“鹊桥”搭建信息传输通道

位于西安航天产业基地的航天科技集团五院西安分院（以下简称西安分院）为“鹊桥”设计了“神经系统”“顺风耳”，为天地之间的信息传输搭建了通道。

测控分系统

保障星际长途飞跃不失联

“鹊桥”要架设在距地球约40多万公里的拉格朗日L2点，这么远的距离，如何保障嫦娥四号中继卫星顺利实现星际穿越、时刻与地面保持联系？这就得靠西安分院为其研制的“神经系统”——测控分系统。

从“鹊桥”坐在火箭上点火升空那一刻开始，测控分系统就开机工作，保证“鹊桥”和地面的联系，将“鹊桥”的飞行路线、飞行姿态等重要数据实时传回地面，同时，地面人员也可以通过测控分系统对“鹊桥”发出相关指令。测控分系统就像是人的神经系统，发挥着传导信息等作用。一般，地球同步轨道卫星距地面3.6万公里左右，对卫星飞行阶段和在轨运行阶段的测控手段相对容易一些。嫦娥四号中继卫星由于飞行距离远，测控难度加大，通信信号将随着飞行器长途奔袭距离的增大而减弱，同时，嫦娥四号中继卫星的飞行轨道复杂，传统的测控手段已经不能满足完全需求了。

为此，西安分院的设计师采用了创新性设计手段，满足了复杂多变的入轨过程需要，在不同的入轨阶段设计了相应的工作模式，保障地面对“鹊桥”的可控。为了保证信息传输的准确性，西安分院所采取的创新性设计就发挥了重要作用。测控分系统提供的多个安全备份遥测遥控指令就好比为嫦娥四号准备了好几部手机，地面同时给这几部手机打电话，发出相同的遥测指令，避免了因为距离远或其他太空因素造成的信号中断、信息传送不准确等问题。

除了多带几部“手机”，测控分系统中的S频段数字化深空应答机更是对嫦娥四号中继卫星进行测控的有效保障。S频段数字应答机是我国首台数字化深空应答机，具有对错误数据自我修正的功能，保证了地面对卫星测控的准确性。

大口径伞状天线

为“鹊桥”插上“顺风耳”

嫦娥四号中继卫星是一颗重量400多公斤的“小”卫星。可在这颗“小”卫星上却有个“大”家伙——大口径伞状天线，就像为卫星插上了“顺风耳”，“听”清来自地面和探测器的指令。

为了实现和保障“鹊桥”中继功能的顺利实现，研制人员给它配备了多副天线。其中，大口径伞状天线是最关键的一副，它直接指向月球，与嫦娥四号探测器对接，不仅要将地面的测控指令说给探测器听，还要听清楚探测器给中继星说了些啥。伞天线，顾名思义，像一把伞一样，在中继星与火箭分离一段时间后，这把“伞”就打开了。嫦娥四号中继星在浩瀚的太空中会经历一段没有光照的阴影区，阴影区的温度是-200℃左右，最冷的地方将达到-230℃，在如此严寒下，伞天线全身都“冻僵了”。为了让它从“冻僵”的状态中恢复过来，西安分院的设计师们做了包括力学、热学等试验，有效保障了伞天线能够克服严酷环境，顺利展开。

据西安分院副总工程师、嫦娥项目指挥陈岚介绍，伞天线研制较难，国际上仅有少数几个国家能实现伞天线的研制。此次嫦娥四号中继卫星身上带的这把“伞”是国际上第一次将大口径伞天线成功应用于深空探测的成功案例。

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