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月亮之上“夢(mèng)想綻放” 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)+AI生成技術(shù)揭秘鵲橋二號(hào)發(fā)射全程

發(fā)布時(shí)間:2024-03-21 16:29:00來源: 央視網(wǎng)

  央視網(wǎng)消息:3月20日上午8時(shí)31分,探月工程四期鵲橋二號(hào)中繼星由長征八號(hào)遙三運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射升空。鵲橋二號(hào)中繼星作為探月四期后續(xù)工程的“關(guān)鍵一環(huán)”,將架設(shè)地月新“鵲橋”,為嫦娥四號(hào)、嫦娥六號(hào)等任務(wù)提供地月間中繼通信。3月20日發(fā)射的過程,我們通過一個(gè)短片來回顧一下。

  我們看到長征八號(hào)運(yùn)載火箭已經(jīng)點(diǎn)火起飛。長征八號(hào)是我國新一代中型運(yùn)載火箭,使用的是液氧煤油和液氫液氧這兩種清潔燃料。這也是它第一次執(zhí)行探月工程的發(fā)射任務(wù)。

  現(xiàn)在,火箭進(jìn)行了拋整流罩的工作。整流罩的作用就是保護(hù)鵲橋二號(hào)免受地球大氣層的影響,拋整流罩也就意味著火箭已經(jīng)飛出了大氣層。

  此刻,我們看到鵲橋二號(hào)的太陽帆板正在打開,這意味著鵲橋二號(hào)發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

  多視角感受長征八號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射瞬間

  3月20日,鵲橋二號(hào)中繼星成功發(fā)射。本次發(fā)射,我們前方報(bào)道團(tuán)隊(duì)也設(shè)置了多個(gè)不同角度的機(jī)位,接下來,我們?cè)僦鹨换仡櫚l(fā)射時(shí)的壯觀場(chǎng)面。

  這個(gè)畫面是我們首次啟用海上看發(fā)射視角,拍攝于清瀾海事局發(fā)射任務(wù)保障船上。這里距離發(fā)射塔架約3海里,也就是大約5.5公里。鏡頭中,天海相連,水天一色,長征八號(hào)火箭的飛行姿態(tài)更加突出。

  這個(gè)視角是我們?cè)O(shè)置在文昌銅鼓嶺石頭公園的機(jī)位所拍攝的,這里距離發(fā)射塔架直線距離大約8公里。鏡頭中,長征八號(hào)火箭在一片椰風(fēng)海韻中騰空而起,從海島奔向太空,盡顯文昌航天發(fā)射場(chǎng)獨(dú)特的地理環(huán)境。

  這個(gè)畫面拍攝于海南文昌淇水灣海灘,位于文昌航天發(fā)射場(chǎng)的東北方向。每次有火箭發(fā)射任務(wù),來這里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(hào)火箭點(diǎn)火升空的那一刻,也點(diǎn)燃了現(xiàn)場(chǎng)觀眾的熱情。

  增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶您認(rèn)識(shí)鵲橋二號(hào)中繼星

  那么,鵲橋二號(hào)中繼星它究竟長什么樣?我們通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)一起來看一看。

  鵲橋二號(hào)中繼星重約1.2噸,和此前發(fā)射的鵲橋號(hào)中繼星相比,重了大約三分之二。鵲橋二號(hào)的大體格不光要執(zhí)行通信中繼任務(wù),還承載了很多科學(xué)探測(cè)任務(wù),在它的身上就攜帶了如極紫外相機(jī)、陣列中性原子成像儀以及月球軌道VLBI試驗(yàn)子系統(tǒng)等科學(xué)儀器。

  要說鵲橋二號(hào)最引人注目的應(yīng)該就是這個(gè)金色的“大傘”了,它還有個(gè)專業(yè)的名稱,叫固網(wǎng)結(jié)合的傘狀可展開拋物面天線,口徑達(dá)到了4.2米,傘面由鍍金鉬絲織成,主要用于反射電磁波。給大家解釋一下什么是鍍金鉬絲,鉬絲非常細(xì),還不到頭發(fā)絲直徑的四分之一。鉬絲表層鍍金以后單線會(huì)更加牢固,信號(hào)反射率也會(huì)更好,這樣更有利于鵲橋二號(hào)中繼星在復(fù)雜的太空環(huán)境中工作運(yùn)行。

  而在鵲橋二號(hào)中繼星上還有一個(gè)“小傘”,叫二維可驅(qū)動(dòng)拋物面天線。它的直徑和重量都很小,直徑大約只有0.6米、重約20公斤。在太空中,通過兩軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),保證每時(shí)每刻都能指向地面數(shù)據(jù)接收站。

  相比之前發(fā)射的鵲橋中繼星,鵲橋二號(hào)中繼星的設(shè)計(jì)壽命更長,達(dá)到了8年,將主要服務(wù)于嫦娥六號(hào)、嫦娥七號(hào)以及嫦娥八號(hào)等后續(xù)月球探測(cè)任務(wù)。此外,一旦鵲橋號(hào)中繼星退役,鵲橋二號(hào)中繼星還要接力為在月球背面探測(cè)的嫦娥四號(hào)提供中繼通信服務(wù)。

  鵲橋二號(hào)如何奔赴月球?增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)帶您看

  鵲橋二號(hào)中繼星已經(jīng)發(fā)射升空順利入軌,接下來,它就要獨(dú)自開啟奔赴月球之旅。這趟旅途要經(jīng)歷哪幾步?我們?cè)偻ㄟ^增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)帶您一起來看一看。這里需要說明的是,我們制作的虛擬演示動(dòng)畫是為了讓大家更直觀地了解鵲橋二號(hào)的飛行路徑,與實(shí)際可能會(huì)存在一些差異。

  鵲橋二號(hào)要進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,通常安排三次軌道修正。之所以要進(jìn)行軌道修正,是由于在地月轉(zhuǎn)移過程中,受入軌偏差、控制偏差等因素影響,會(huì)產(chǎn)生軌道偏差。這就需要進(jìn)行軌道修正,來保證鵲橋二號(hào)始終飛行在預(yù)期的軌道上。

  此后,鵲橋二號(hào)繼續(xù)飛赴月球,當(dāng)?shù)诌_(dá)距離月面200公里左右的位置時(shí),開始進(jìn)行近月制動(dòng)。近月制動(dòng)是鵲橋二號(hào)飛行過程中關(guān)鍵的軌道控制之一。怎么操作呢?在經(jīng)過高速飛行后,鵲橋二號(hào)靠近月球時(shí)實(shí)施“剎車”制動(dòng),這樣,能夠?qū)Ⅸo橋二號(hào)的相對(duì)速度降低到月球逃逸速度之下,從而被月球引力捕獲。

  在順利進(jìn)入近月點(diǎn)約200公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)約10萬公里的月球捕獲軌道后,鵲橋二號(hào)開始繞月球捕獲飛行。軌道的周期為10天左右。此后經(jīng)過三次軌道控制后,最終,鵲橋二號(hào)進(jìn)入近月點(diǎn)約200公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)約16000公里、周期為24小時(shí)的環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道。大家還記得2018年發(fā)射的鵲橋號(hào)中繼星嗎?它當(dāng)時(shí)是圍繞地月拉格朗日L2點(diǎn)運(yùn)行的,而此次鵲橋二號(hào)則是選擇了一條新的環(huán)月軌道,執(zhí)行對(duì)嫦娥四號(hào)通信中繼任務(wù),還將為嫦娥六號(hào)、嫦娥七號(hào)、嫦娥八號(hào)提供中繼通信服務(wù)。

  剛才提到了環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道,那什么是凍結(jié)軌道?所謂凍結(jié)軌道是一種特殊的航天器軌道,在這類軌道上運(yùn)行的航天器,通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)軌道參數(shù),軌道漂移可以被最小化。通常位于這種軌道上的衛(wèi)星在很長一段時(shí)間內(nèi),其軌道高度在每個(gè)軌道周期的同一時(shí)間是保持不變的。因此,一旦進(jìn)入這個(gè)軌道,鵲橋二號(hào)將最大程度地節(jié)省燃料,能夠保證它的軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)一直位于月球南極區(qū)域上方,從而確保了它在為期8年的設(shè)計(jì)壽命中,長時(shí)間、穩(wěn)定地支持后續(xù)南極地區(qū)的探月任務(wù)。

  到月亮之上 迎接鵲橋二號(hào)

  剛剛我們通過演播室增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶大家簡(jiǎn)單了解了鵲橋二號(hào)后續(xù)的飛行路線。那么站在月球看地球、看鵲橋二號(hào)又是一種什么樣的體驗(yàn)?接下來我們通過AI生成技術(shù),換一個(gè)視角,再來看看這場(chǎng)奔月之旅。走,一起到月亮之上去迎接鵲橋二號(hào)。

  在月球上看發(fā)射,你想過嗎?今天咱們就來到了月亮之上。

  看,那里就是我們美麗的地球,文昌航天發(fā)射場(chǎng)在哪里呢?很不湊巧,鵲橋二號(hào)發(fā)射的時(shí)候,我們?cè)谡麄€(gè)月球表面是看不到文昌的,它此時(shí)此刻正在地球的另一面。

  不過不要緊,我現(xiàn)在所在的這個(gè)位置也不是隨便選的,看點(diǎn)很多。專家告訴我,這里是月球上觀測(cè)鵲橋二號(hào)星箭分離的一個(gè)理想位置,而且這里還跟中國的探月工程有著很深的淵源。這就是月球的豐富海區(qū)域。豐富海,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(hào)探測(cè)器就是在這里完成受控撞月的,也正是這英勇一撞,為接下來的月球探測(cè)獲取了很有價(jià)值的數(shù)據(jù)。豐富海在月球的位置也很醒目,下次月圓的時(shí)候,你抬頭看月亮,找到月球東南方向這一片暗黑色的斑塊,就是豐富海啦!

  航天專家?guī)臀覀儨y(cè)算過,這里可以看到關(guān)鍵的星箭分離。但畢竟有大約40萬公里的距離,所以我將借助天文望遠(yuǎn)鏡,帶大家一起來看看,鵲橋二號(hào)是怎么踏上奔月之路的。

  時(shí)間來到鵲橋二號(hào)發(fā)射后的24分鐘左右,地球上的人們已經(jīng)看不見火箭了。

  現(xiàn)在,長征八號(hào)運(yùn)載火箭搭載著鵲橋二號(hào),正在以一萬米每秒的速度直奔我所在的月球。鵲橋二號(hào)來到了它太空之旅的第一站——離地球大約440公里高的地方。此刻,星箭正在分離,火箭的使命完成了,接下來,鵲橋二號(hào)就要獨(dú)自去完成自己的太空使命啦。

  獨(dú)自奔月,鵲橋二號(hào)也并不孤單。剛剛跟它擦肩的是中國空間站,還有為數(shù)眾多的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。沒錯(cuò),我們?nèi)祟愔圃斓?5%的航天器都處于地月空間范圍內(nèi)。太空“交通”很繁忙,會(huì)不會(huì)擁堵呢?別擔(dān)心,每個(gè)航天器運(yùn)行的軌道都不一樣。太空偶遇之后,它們就擦肩而過啦!

  我現(xiàn)在從月球的豐富海來到了月球上一個(gè)新的地方。我的頭頂上方200公里就是鵲橋二號(hào)的近月制動(dòng)點(diǎn),鵲橋二號(hào)靠近月球時(shí),需要在這里進(jìn)行“太空剎車”,剎車踩得準(zhǔn),才能成功被月球捕獲。

  看,遠(yuǎn)處的那個(gè)小點(diǎn)就是鵲橋二號(hào),可以看到它越來越大了。經(jīng)過5天左右的飛行,它馬上要到達(dá)近月軌道,進(jìn)行靠近月球的制動(dòng)了。

  現(xiàn)在,鵲橋二號(hào)正在剎車!看,鵲橋二號(hào)被月球引力捕獲了!現(xiàn)在,它順利進(jìn)入了離月球最近點(diǎn)200公里、最遠(yuǎn)點(diǎn)10萬公里左右的月球軌道。

(責(zé)編:常邦麗)

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