3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。鹊桥二号中继星作为探月四期后续工程的“关键一环”，将架设地月新“鹊桥”，为嫦娥四号、嫦娥六号等任务提供地月间中继通信。
发射现场。骆云飞摄
长征八号遥三运载火箭飞行24分钟后，星箭分离，将鹊桥二号中继星直接送入近地点高度200公里，远地点高度42万公里的预定地月转移轨道，中继星太阳翼和中继通信天线相继正常展开，发射任务取得圆满成功。后续，鹊桥二号将在地面测控支持下，经过中途修正、近月制动，进入捕获轨道;随后经轨道控制后进入调相轨道，最后进入24小时周期的环月使命轨道，成为继“鹊桥”中继星之后世界第二颗在地球轨道以外的专用中继星，为嫦娥六号月球采样任务提供支持，并接力“鹊桥”中继星为嫦娥四号提供中继通信服务。
发射现场。骆云飞摄
由于月球始终有一面背对地球，着陆在月球背面的探测器受到月球自身的遮挡，无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。而探月工程四期的任务开展着陆探测以及采样地点主要位于月球南极和月球背面地区，因此需要功能更广、性能更强的中继星，架设起月球对地新的“中继通信站”，解决月球背面探测器与地球间的通信和数传问题。据此，科研人员对鹊桥二号中继星进行了艰辛攻关，以期为正在运行的嫦娥四号和即将开展的嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号及后续国内外月球探测任务等提供中继通信服务。
发射现场。倪雁强王晶摄
鹊桥二号中继星与2018年发射的嫦娥四号“鹊桥”中继星相比，技术创新更多、技术状态更多、功能更强、接口更为复杂、研制难度更高、任务时间跨度更大。此外，鹊桥二号携带了多台科学载荷，将开展科学探测。
发射现场。骆云飞摄
发射现场。倪雁强王晶摄
长征八号遥三火箭采用芯级捆绑两枚液体助推器的两级半构型，全箭总长50.3米。此次任务是长征八号运载火箭首次执行探月轨道发射任务。研制团队根据多窗口多弹道、低空高速飞行剖面等任务需求，对火箭进行了设计改进和优化，扩展了任务适应性，提高了可靠性。此次还搭载发射了天都一号、天都二号通导技术试验星。这是长征系列运载火箭第512次发射。
发射现场。倪雁强王晶摄
发射现场。倪雁强王晶摄
2021年12月，探月工程四期批准实施，由嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号4次任务组成。嫦娥四号已于2018年12月发射，实现了世界首次月球背面软着陆巡视探测;嫦娥六号将于2024年上半年择机发射;嫦娥七号和嫦娥八号将构建月球科研站基本型，开展月球环境探测等任务。
发射现场。倪雁强王晶摄
发射现场。倪雁强王晶摄
探月工程由国家航天局牵头组织实施。此次中继星任务中，工程总体由探月与航天工程中心承担;中继星、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、运载火箭技术研究院抓总研制;地面应用系统由中国科学院承担。
鹊桥二号中继星究竟长什么样?携带了哪些科学仪器
今天(20日)8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。鹊桥二号中继星究竟长什么样?它携带了哪些科学仪器?通过增强现实技术，一起来看看。今天(20日)8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。鹊桥二号中继星究竟长什么样?它携带了哪些科学仪器?通过增强现实技术，一起来看看。
鹊桥二号中继星重约1.2吨，和此前发射的鹊桥号中继星相比，重了大约2/3。鹊桥二号的大体格不光要执行通信中继任务，还承载了很多科学探测任务，在它的身上就携带了如：极紫外相机、阵列中性原子成像仪，以及月球轨道VLBI试验子系统等科学仪器。
要说鹊桥二号最引人注目的，应该就是这个“金色大伞”了，它还有个专业的名称，叫固网结合的伞状可展开抛物面天线，口径达到了4.2米，伞面由镀金钼丝织成，主要用于反射电磁波。给大家解释一下什么是镀金钼丝，钼丝非常细，还不到头发丝直径的四分之一，钼丝表层镀金以后单线会更加牢固，信号反射率也会更好，这样更有利于鹊桥二号中继星在复杂的太空环境中工作运行。
而在鹊桥二号中继星上还有一个“小伞”，叫二维可驱动抛物面天线。它的直径和重量都很小，直径大约只有0.6米、重约20公斤。在太空中，通过两轴驱动机构，保证每时每刻都能指向地面数据接收站。
相比之前发射的鹊桥中继星，鹊桥二号中继星的设计寿命更长，达到了8年。将主要服务于嫦娥六号、嫦娥七号以及嫦娥八号等后续月球探测任务。此外，一旦鹊桥号中继星退役，鹊桥二号中继星还要接力为在月球背面探测的嫦娥四号提供中继通信服务。
鹊桥二号发射成功护花使者“长八”火箭究竟有多强?
在本次任务中，担当护花使者的长征八号遥三运载火箭是我国研制的新一代中型液体捆绑式主力运载火箭，采用芯级捆绑两枚液体助推器的两级半构型，全箭总长50.3米。本次任务中，惊艳亮相的火箭究竟有多强?“长八”火箭首次执行地月转移轨道任务，火箭团队又对火箭做了哪些设计改进和优化?
长征八号运载火箭具有支持一箭多星的实力，火箭总长50.3米，一级直径3.35米，二级直径3米，单个助推器直径2.25米，火箭起飞质量约356吨。它采用的是“模块化”“组合化”设计思路，在进行不同任务时，只需要针对不同载荷、飞行轨道进行适应性调整，就能高效地满足任务要求，这样的特点也使这型火箭成为集合成本和效率的较优型号。它在2020年首飞时就填补了我国3—5吨太阳同步轨道运载能力空白。2022年2月，它还以“1箭22星”方式将所有的卫星都送入轨道，任务获得圆满成功。
航天科技集团一院长征八号运载火箭总体副总设计师徐珊姝：本次任务是长八火箭的第三次发射任务，也是长八火箭首次执行地月转移轨道任务。这次是要将三颗卫星送入到200公里*约42万公里的地月转移轨道。这三颗卫星包括主星鹊桥二号卫星，以及两颗搭载星：天都一号和二号试验星。
“长八”火箭起飞时的一级火箭使用了液氧煤油作为动力，二级则采用氢氧液氧动力。这一次是长八火箭首次执行深空发射任务，这次任务也使“长八”成为继“长三甲”“长三丙”“长三乙”“长四丙”和“长五”之后，中国第6型执行深空发射任务的火箭。为了圆满完成任务，这一次采用了多窗口多弹道的火箭发射设计模式。什么是多窗口多弹道?徐珊姝解释说，发射窗口，就是卫星上天的“时机”，窗口越宽，意味着机会越多。
徐珊姝：由于本次执行地月转移轨道任务，一个月只有三天的发射窗口，每个窗口只有10～15分钟，所以为了提高发射概率，每天设计了两个不连续的窗口和2条弹道，三天总共是六个窗口六条弹道，从而可以充分利用仅有的三天窗口大幅提高发射概率。
火箭弹道设计，就是为火箭找到最理想的飞行路线，燃料消耗最少、入轨精度最高。科研人员共设计了6条弹道就意味着有6套飞行方案，从而确保卫星最终能顺利出发、安全抵达。听起来不难实现，但要想真正做到这一点，涉及的系统间协调却非常复杂，包括弹道的拼接，弹道窗口之间的间隔等方方面面。
徐珊姝：比如火箭、卫星、主星搭载星，然后还有包括基地的发射流程、测控，都制约了我们窗口的选择，所以要合理地设计出多窗口，经过各大系统之间的多方协调确认沟通，所以体现了我们协同的特点，大家都会在约定的时间，然后针对这一项重要的设计工作，共同讨论交底，从而完成一个最合适，而且各方都能够满足的窗口时间和弹道的设计工作。
本次任务中，长征八号还具备一个特殊本领，就是采用了“主动滚转减载技术”，这一技术实际和长八遥三任务的长相有直接关系，它有两个助推器，看起来比有四个助推器的火箭好像瘦弱了许多，实则不然。
徐珊姝说，首先，直径4.2米宽、柱段高8米的整流罩，不少于1.3吨的地月转移轨道运载能力，用来发射鹊桥二号中继星刚好适合;同时，火箭两个助推器从动力来说，完全可以应对本次任务，此外，这样的构型也有利于实现“主动滚转减载技术”。“主动滚转减载技术”我们拆开来看，主动滚转顾名思义，就是火箭会自主地在特定需要的时刻滚动转动，减载就是减轻载荷影响，也就是通过火箭自主的滚动转动来减轻“风”这种“载荷”对火箭发射的影响。
徐珊姝：主要是因为我的控制优势面在这两个助推器，它相当于这两个助推器是横向单摆，带助推方向的面的控制力会更好。如果风干扰来的话，它会快速地响应。
高空风一般距离地面4至20公里，当火箭穿越大风区，会遭受强烈的气流冲击，如果风速过大，还可能导致箭体弯曲变形，甚至解体。而有了“主动滚转减载技术”就好比火箭起飞遇到较大风力时，可以打出一套漂亮的太极拳，“以柔克刚”通过转换角度把打到身上的风力给消减到最小。徐珊姝说，力控制好的话，就会把风的攻角变小，风的攻角越小，相当于火箭整个承载的弯距就会变小，也就提升了火箭起飞的可能。
徐珊姝：这样的力越小，对于火箭的发射概率就越高，一旦高空风比较大的话，攻角又比较大，火箭承载能力如果达不到这个需求的话，可能这几天就选择不能飞，好像有个力在掰火箭一样，这样就得再换一个窗口飞。但是，如果稍微滚转一下，让它在自己的优势面，使得其攻角变得很小，荷载也会变小，这样的话就可以放行起飞了。
面向未来低轨巨型星座组网发射需求，今年下半年，长八改运载火箭将在海南文昌执行首飞任务，后续长八火箭研制团队还将承担多项发射任务，为我们带来全新的突破和惊喜!
