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鹊桥二号:月宫上的“邮递员”,如何与地球“聊天”?

原创 重庆市无线电科普体验中心 2024-06-07 作者: 审核专家:杨耀辉

大家知道吗,地球和月球的背面就像两个“老顽固”,总是背对背,无法直接对话。为了让它们能够交流,科学家们发明了一种叫做“中继卫星”的聪明装置,就像一个漂浮在太空中的“邮递员”,可以帮助它们传递信息。

我国最近发射的鹊桥二号中继卫星就是其中之一。它就像一座建在月球轨道上的“通信塔”,专门为月球背面的探测器传递信息。那么,鹊桥二号是如何与地球和月球背面进行通信的呢?

灵敏“耳朵”:高增益天线

鹊桥二号有一个超级酷的“金色大伞”,这可不是一般的伞哦,而是一个直径4.2米的可展开天线,就像一个灵敏的“耳朵”,这个天线可以将来自地球和月球背面的微弱信号聚焦起来,并传送到探测器的接收机。“鹊桥二号”还搭载了一个直径0.6米的S/Ka双频抛物面天线。这种配置使得中继星能够在不同的频段上高效地发送和接收数据。

鹊桥二号使用的频段:S/Ka双频

说到频段,这可是个专业的名词。简单来说,频段就是信号传输的“通道”。鹊桥二号使用了多种频段,就像我们打电话时可以选择不同的运营商一样,不同的频段有不同的特点和优势,能够让信号传输得更远、更稳定。

鹊桥二号使用S/Ka双频进行通信,其中S频段用于与地球通信,Ka频段用于与月球背面的探测器通信。S频段的频率范围为2-4 GHz,波长较长,穿透能力较强,因此适合用于地球和月球之间的远距离通信。Ka频段的频率范围为10.7-12.75 GHz,波长较短,带宽更宽,因此可以传输更多的信息。

S频段就像是慢悠悠的老爷爷讲故事的频率,它比较稳定可靠,适合用来发送控制指令或者不太着急的科学数据,就像是给月球探测器发送“今天记得拍张全家福”的温馨提醒。

而Ka频段就像是超跑赛车,速度超快,用来传输大量的数据,比如高清的月球表面照片或者视频,就像是紧急快递,要把探测器拍到的月球美景迅速送到地球家园。

鹊桥二号的S/Ka双频抛物面天线就像是两个不同的“话筒”和“耳机”,一个用来仔细听地球妈妈的吩咐,另一个则大声、快速地把信息告诉月球上的“探险家”们,同时也把月球上的故事带回地球。这样,不管信息是多还是少,是急还是缓,鹊桥二号都能灵活应对,确保月球和地球之间的沟通既顺畅又高效。

强劲“喊话器”:高功率发射机

为了将信息清晰地传递给地球和月球背面的探测器,鹊桥二号配备了一台高功率发射机,可以发出强劲的微波信号。即使经过长距离的传输,信号也能保持足够的强度。

纠错“密码”:确保信息完整

在传输过程中,微波信号可能会受到各种干扰,导致信息失真。为了解决这个问题,科学家们在信号中加入了一种特殊的“密码”,叫做前向纠错码。这种密码就像一道道关卡,能够检测并修复传输过程中出现的错误,确保信息能够完整地传送到地球和月球背面的探测器。

结语:探索不止,永不孤独

鹊桥二号将为嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号等月球背面探测器提供可靠的通信链路,支持这些探测器开展科学探测和研究,帮助我们揭开月球背面的更多奥秘。


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