說起航天強國，必定少不了美國。畢竟，當年阿波羅登月時的輝煌，至今無人能及。然而，曾經的“頭號玩家”如今卻時不時被“卡脖子”。
美國原本一心要重返月球、延續輝煌，卻不想中國搶先一步實現了月背軟著陸。這個全球首創的壯舉，靠的就是“鵲橋”中繼星的有力支持。
而接下來，中國又打算打造“雙中繼衛星”系統，則讓美國更加望塵莫及，到底發生了什么呢？
2024年6月，我國嫦娥六號月球探測器成功著陸月球背面，傳回了大量寶貴的科學數據和清晰的月表影像，而這一切都離不開“鵲橋二號”中繼星的鼎力相助。
要知道，在此之前，盡管人類多次成功登陸月球，但都局限在月球正面。月背對地面測控形成天然屏障，通信難度極大。而“鵲橋二號”的出現，徹底打通了這個“盲區”。
作為嫦娥六號任務的“總開關”，“鵲橋二號”不僅為探測器提供了穩定可靠的中繼通信，還通過星載設備獲取了地球等離子體全景成像，為進一步揭示地月空間環境奧秘提供了新的研究視角。
與中國探月工程穩步推進形成鮮明對比的是，美國的“阿耳忒彌斯”登月計劃卻深陷泥潭，進度嚴重滯后。
根據此前規劃，美國原本要在2024年實施首次載人繞月飛行，并于2025年底前重返月球。但受技術難題和高昂成本的影響，這一宏偉計劃不得不一再推遲。
目前的最新方案是，繞月飛行要等到2025年下半年，登月時間則推遲到2026年下半年。而就連研制登月器的計劃，完成時間都很難確定。
與此同時，中國的載人登月目標已經明確，那就是最遲在2030年前實現。如果美國再不加把勁，說不定真有可能被中國反超。
我國雖然起步較晚，但發展速度驚人。嫦娥系列探測器不斷刷新紀錄，圓滿完成了月球繞飛、落月、采樣返回等一系列任務。
加上美國在登月進程中接連受挫，中美在月球賽道上“會師”的可能性越來越大。一旦中國真率先重返月球，那將創造人類探月的新奇跡。
為了進一步增強月球及深空探測能力，中國正著眼打造一個功能更強大、覆蓋更廣泛的“雙中繼星”系統，這一設想由《中國空間科學學報》披露，引發了科技界廣泛關注。
根據構想，未來中國將整合“鵲橋”和“天鏈”兩大衛星星座，建立一個地月信息高速公路，并最終延伸至更廣袤的深空。
屆時，環月運行的鵲橋系列中繼星，將與環地軌道的天鏈衛星群形成天地協同，通過星間鏈路，實現地月之間高速、不間斷的數據傳輸。
具體來看，“雙中繼星”項目包含兩大部分：一是作為月球軌道中繼的“鵲橋”系列；二是側重地球軌道中繼的新一代“天鏈”衛星。
兩者通過星間鏈路實現數據“接力”，從而在地月之間架起一座全天候、高速率的信息之橋。
這一“雙星聯袂”的方案極大地彌補了此前單一中繼衛星的不足。
一方面，多星組網帶來了顯著的系統增益?！谤o橋”負責收發月球端信號，“天鏈”負責傳輸地面段數據，兩者分工協作，互為備份，將大大提升整個通信鏈路的可靠性和穩定性。
另一方面，星間鏈路較傳統的地月鏈路，具有高帶寬、低時延的優勢?！半p中繼”網絡可實現更大容量、更高速率的數據傳輸，為未來探月任務搜集海量科學數據提供有力支撐。
不過，要實現這個宏偉構想，仍需攻克一系列技術難題。
首先，月球距地球較遠，平均距離約38萬公里，是地球同步軌道高度的100倍。因此，要在地月之間實現穩定可靠的通信鏈路，中繼衛星必須具備超遠距離、大容量、高速率的通信能力。
其次，地月空間環境比近地軌道復雜得多。月球沒有大氣層和磁場保護，經常受到太陽風、宇宙射線的強烈輻照，電磁環境多變。
中繼星不僅要具備較強的抗輻照能力，還要能適應復雜多變的空間環境。
此外，地球和月球都在不停運動，中繼星的軌道設計和星間鏈路的動態重構也面臨巨大挑戰。
設想中的“雙中繼”體系需要在地月轉移軌道、環月軌道部署多顆衛星，并通過精密編隊、智能組網。
確保隨時有衛星可見，從而實現全時全域覆蓋。這對軌道設計、測控通信、自主管理等能力都提出了很高要求。
為了突破這些瓶頸，中國的科研人員開展了大量卓有成效的工作。
“鵲橋”團隊成功研制出天線口徑達4.2米的定向天線網，突破了大型柔性天線設計、制造、在軌展開等多項關鍵技術，使中繼星通信能力較前一代提升了近10倍。
“天鏈”團隊則著力發展空間激光鏈路技術，成功實現了高速率、大容量的星間激光通信，為未來中繼星組網提供了新的手段。
同時，中國還著眼中繼星的智能化升級。通過搭載智能信息處理平臺，賦予中繼星更強的自主管控能力，使之能夠根據任務需求動態優化數傳方式、靈活調配信道資源、智能規劃數據路由，從而顯著提升系統運行效率和服務質量。
屆時，地面科學家們可以通過中繼衛星與月面車、月球基地實現“天地通話”，及時掌握探測進展，遠程“問診”設備故障，大大提升探測控制的實時性和準確性。
月面航天員也可以通過高速數據鏈，傳回大量現場影像資料，甚至開展天地視頻連線，第一時間與世界分享探月成果。
中繼星還可以作為信息樞紐，實現不同探測器之間數據的實時中轉共享。例如，環月中繼星接收到月面車采集的樣本信息，可迅速傳送至月球軌道飛行器，指導其優化采樣策略。
反之，軌道飛行器獲得的月表地形數據，也可及時發送給月面車，幫助其規避障礙、選擇最優路徑。
同時，以月球為中繼節點，還可以為探測更遙遠的深空天體提供支持。相比地球，月球背面幾乎沒有電磁干擾，非常適合布設射電望遠鏡。
未來這些望遠鏡采集的海量數據，都可以通過月球中繼星高速回傳。
在肯定成績的同時，我們也要清醒地認識到，與美國等傳統航天強國相比，中國在許多領域還存在不小差距，這其中既有技術積累的差距，也有工程經驗的差距。
拿中繼衛星來說，美國早在上世紀60年代就發射了全球第一顆中繼星，建成了覆蓋全球的空間數據中繼系統。
而我們直到2008年才發射了首顆中繼星，雖然此后我國中繼衛星建設進程明顯加快，但與美國相比，在系統穩定性、組網規模等方面還有一定差距。
但差距不可怕，可怕的是不愿直面差距而奮起直追的決心。中國航天事業能有今天的成就，靠的就是腳踏實地、迎難而上的精神。
京公網安備 11011402013531號