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月亮之上“夢想綻放” 增強現實+AI生成技術揭秘鵲橋二號發射全程

發布時間:2024-03-21 09:59:00來源: 央視網

  央視網消息:3月20日上午8時31分,探月工程四期鵲橋二號中繼星由長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射升空。鵲橋二號中繼星作為(wei) 探月四期後續工程的“關(guan) 鍵一環”,將架設地月新“鵲橋”,為(wei) 嫦娥四號、嫦娥六號等任務提供地月間中繼通信。3月20日發射的過程,我們(men) 通過一個(ge) 短片來回顧一下。

  我們(men) 看到長征八號運載火箭已經點火起飛。長征八號是我國新一代中型運載火箭,使用的是液氧煤油和液氫液氧這兩(liang) 種清潔燃料。這也是它第一次執行探月工程的發射任務。

  現在,火箭進行了拋整流罩的工作。整流罩的作用就是保護鵲橋二號免受地球大氣層的影響,拋整流罩也就意味著火箭已經飛出了大氣層。

  此刻,我們(men) 看到鵲橋二號的太陽帆板正在打開,這意味著鵲橋二號發射任務取得圓滿成功。

  3月20日,鵲橋二號中繼星成功發射。本次發射,我們(men) 前方報道團隊也設置了多個(ge) 不同角度的機位,接下來,我們(men) 再逐一回顧發射時的壯觀場麵。

  這個(ge) 畫麵是我們(men) 首次啟用海上看發射視角,拍攝於(yu) 清瀾海事局發射任務保障船上。這裏距離發射塔架約3海裏,也就是大約5.5公裏。鏡頭中,天海相連,水天一色,長征八號火箭的飛行姿態更加突出。

  這個(ge) 視角是我們(men) 設置在文昌銅鼓嶺石頭公園的機位所拍攝的,這裏距離發射塔架直線距離大約8公裏。鏡頭中,長征八號火箭在一片椰風海韻中騰空而起,從(cong) 海島奔向太空,盡顯文昌航天發射場獨特的地理環境。

  這個(ge) 畫麵拍攝於(yu) 海南文昌淇水灣海灘,位於(yu) 文昌航天發射場的東(dong) 北方向。每次有火箭發射任務,來這裏觀看的航天愛好者都早早占好了位置,今天也不例外。長征八號火箭點火升空的那一刻,也點燃了現場觀眾(zhong) 的熱情。

  增強現實技術帶您認識鵲橋二號中繼星

  那麽(me) ,鵲橋二號中繼星它究竟長什麽(me) 樣?我們(men) 通過增強現實技術一起來看一看。

  鵲橋二號中繼星重約1.2噸,和此前發射的鵲橋號中繼星相比,重了大約三分之二。鵲橋二號的大體(ti) 格不光要執行通信中繼任務,還承載了很多科學探測任務,在它的身上就攜帶了如極紫外相機、陣列中性原子成像儀(yi) 以及月球軌道VLBI試驗子係統等科學儀(yi) 器。

  要說鵲橋二號最引人注目的應該就是這個(ge) 金色的“大傘(san) ”了,它還有個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 的名稱,叫固網結合的傘(san) 狀可展開拋物麵天線,口徑達到了4.2米,傘(san) 麵由鍍金鉬絲(si) 織成,主要用於(yu) 反射電磁波。給大家解釋一下什麽(me) 是鍍金鉬絲(si) ,鉬絲(si) 非常細,還不到頭發絲(si) 直徑的四分之一。鉬絲(si) 表層鍍金以後單線會(hui) 更加牢固,信號反射率也會(hui) 更好,這樣更有利於(yu) 鵲橋二號中繼星在複雜的太空環境中工作運行。

  而在鵲橋二號中繼星上還有一個(ge) “小傘(san) ”,叫二維可驅動拋物麵天線。它的直徑和重量都很小,直徑大約隻有0.6米、重約20公斤。在太空中,通過兩(liang) 軸驅動機構,保證每時每刻都能指向地麵數據接收站。

  相比之前發射的鵲橋中繼星,鵲橋二號中繼星的設計壽命更長,達到了8年,將主要服務於(yu) 嫦娥六號、嫦娥七號以及嫦娥八號等後續月球探測任務。此外,一旦鵲橋號中繼星退役,鵲橋二號中繼星還要接力為(wei) 在月球背麵探測的嫦娥四號提供中繼通信服務。

  鵲橋二號如何奔赴月球?增強現實帶您看

  鵲橋二號中繼星已經發射升空順利入軌,接下來,它就要獨自開啟奔赴月球之旅。這趟旅途要經曆哪幾步?我們(men) 再通過增強現實帶您一起來看一看。這裏需要說明的是,我們(men) 製作的虛擬演示動畫是為(wei) 了讓大家更直觀地了解鵲橋二號的飛行路徑,與(yu) 實際可能會(hui) 存在一些差異。

  鵲橋二號要進入地月轉移軌道,通常安排三次軌道修正。之所以要進行軌道修正,是由於(yu) 在地月轉移過程中,受入軌偏差、控製偏差等因素影響,會(hui) 產(chan) 生軌道偏差。這就需要進行軌道修正,來保證鵲橋二號始終飛行在預期的軌道上。

  此後,鵲橋二號繼續飛赴月球,當抵達距離月麵200公裏左右的位置時,開始進行近月製動。近月製動是鵲橋二號飛行過程中關(guan) 鍵的軌道控製之一。怎麽(me) 操作呢?在經過高速飛行後,鵲橋二號靠近月球時實施“刹車”製動,這樣,能夠將鵲橋二號的相對速度降低到月球逃逸速度之下,從(cong) 而被月球引力捕獲。

  在順利進入近月點約200公裏、遠月點約10萬(wan) 公裏的月球捕獲軌道後,鵲橋二號開始繞月球捕獲飛行。軌道的周期為(wei) 10天左右。此後經過三次軌道控製後,最終,鵲橋二號進入近月點約200公裏、遠月點約16000公裏、周期為(wei) 24小時的環月大橢圓凍結軌道。大家還記得2018年發射的鵲橋號中繼星嗎?它當時是圍繞地月拉格朗日L2點運行的,而此次鵲橋二號則是選擇了一條新的環月軌道,執行對嫦娥四號通信中繼任務,還將為(wei) 嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號提供中繼通信服務。

  剛才提到了環月大橢圓凍結軌道,那什麽(me) 是凍結軌道?所謂凍結軌道是一種特殊的航天器軌道,在這類軌道上運行的航天器,通過恰當地設計軌道參數,軌道漂移可以被最小化。通常位於(yu) 這種軌道上的衛星在很長一段時間內(nei) ,其軌道高度在每個(ge) 軌道周期的同一時間是保持不變的。因此,一旦進入這個(ge) 軌道,鵲橋二號將最大程度地節省燃料,能夠保證它的軌道的遠月點一直位於(yu) 月球南極區域上方,從(cong) 而確保了它在為(wei) 期8年的設計壽命中,長時間、穩定地支持後續南極地區的探月任務。

  到月亮之上 迎接鵲橋二號

  剛剛我們(men) 通過演播室增強現實技術帶大家簡單了解了鵲橋二號後續的飛行路線。那麽(me) 站在月球看地球、看鵲橋二號又是一種什麽(me) 樣的體(ti) 驗?接下來我們(men) 通過AI生成技術,換一個(ge) 視角,再來看看這場奔月之旅。走,一起到月亮之上去迎接鵲橋二號。

  在月球上看發射,你想過嗎?今天咱們(men) 就來到了月亮之上。

  看,那裏就是我們(men) 美麗(li) 的地球,文昌航天發射場在哪裏呢?很不湊巧,鵲橋二號發射的時候,我們(men) 在整個(ge) 月球表麵是看不到文昌的,它此時此刻正在地球的另一麵。

  不過不要緊,我現在所在的這個(ge) 位置也不是隨便選的,看點很多。專(zhuan) 家告訴我,這裏是月球上觀測鵲橋二號星箭分離的一個(ge) 理想位置,而且這裏還跟中國的探月工程有著很深的淵源。這就是月球的豐(feng) 富海區域。豐(feng) 富海,耳熟嗎?15年前,也就是2009年3月1日,中國探月工程嫦娥一號探測器就是在這裏完成受控撞月的,也正是這英勇一撞,為(wei) 接下來的月球探測獲取了很有價(jia) 值的數據。豐(feng) 富海在月球的位置也很醒目,下次月圓的時候,你抬頭看月亮,找到月球東(dong) 南方向這一片暗黑色的斑塊,就是豐(feng) 富海啦!

  航天專(zhuan) 家幫我們(men) 測算過,這裏可以看到關(guan) 鍵的星箭分離。但畢竟有大約40萬(wan) 公裏的距離,所以我將借助天文望遠鏡,帶大家一起來看看,鵲橋二號是怎麽(me) 踏上奔月之路的。

  時間來到鵲橋二號發射後的24分鍾左右,地球上的人們(men) 已經看不見火箭了。

  現在,長征八號運載火箭搭載著鵲橋二號,正在以一萬(wan) 米每秒的速度直奔我所在的月球。鵲橋二號來到了它太空之旅的第一站——離地球大約440公裏高的地方。此刻,星箭正在分離,火箭的使命完成了,接下來,鵲橋二號就要獨自去完成自己的太空使命啦。

  獨自奔月,鵲橋二號也並不孤單。剛剛跟它擦肩的是中國空間站,還有為(wei) 數眾(zhong) 多的北鬥導航衛星。沒錯,我們(men) 人類製造的95%的航天器都處於(yu) 地月空間範圍內(nei) 。太空“交通”很繁忙,會(hui) 不會(hui) 擁堵呢?別擔心,每個(ge) 航天器運行的軌道都不一樣。太空偶遇之後,它們(men) 就擦肩而過啦!

  我現在從(cong) 月球的豐(feng) 富海來到了月球上一個(ge) 新的地方。我的頭頂上方200公裏就是鵲橋二號的近月製動點,鵲橋二號靠近月球時,需要在這裏進行“太空刹車”,刹車踩得準,才能成功被月球捕獲。

  看,遠處的那個(ge) 小點就是鵲橋二號,可以看到它越來越大了。經過5天左右的飛行,它馬上要到達近月軌道,進行靠近月球的製動了。

  現在,鵲橋二號正在刹車!看,鵲橋二號被月球引力捕獲了!現在,它順利進入了離月球最近點200公裏、最遠點10萬(wan) 公裏左右的月球軌道。

(責編:李雨潼)

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