首先来简单了解下拉格朗日点
拉格朗日点即为两个天体的引力平衡点,而本质则是限制条件的三体问题下的5个特定解,我们不需要去管这些拗口的术语,了解天体在这些点上引力大致平衡即可!这五个点中,L1、2、3是不稳定点,因为其单向受力,受到扰动即无法保持位置;而L4和5则是同时受到两个天体的作用为平衡点!
而嫦娥四号的先行官“鹊桥”中继通讯卫星要去的就是这个L2点,但L2点仍然在地月系连线上,一样会被月球遮挡怎么办?
因此中继卫星需要在距离地月系L2点垂线一定距离上才能同时看到地球与月球!但请不要忘记了,地球和月球是两个巨大质量的天体,他们的L2点是一片巨大面积地球区域!因此鹊桥中继卫星可以在片区域的任意点上工作!
但请勿将其理解为围绕L2点运行,鹊桥中继卫星围绕地球公转,只是它在L2处围绕地球公转!它同时受到地月系引力连线范围的影响大致会走出一个环形(请参考中国民间艺术转碟)
鹊桥的真正轨迹是这样子的,犹如花瓣,是不是有些搞脑子?而且鹊桥绕行的并非是一个平面,而是看起来非常怪异的一条HALO轨道!
因为其在绕行地球的同时会受到太阳引力的同时影响,导致其在这个轨道上无法走出一个平面,而是一个不规则曲线的方式存在!
这是鹊桥进入HALO轨道所用的过程,在这个L2点上还有一条李萨如轨道,但其非周期性的因此鹊桥中继卫星并没有选择!
中继卫星尽管同时受到地球与月球的引力作用下走出了投影大致是环形的轨道,但它在这个轨道上并非永久性的,需要调整轨道避免在受到扰动时距离太远而飞离L2点的范围!不过这个轨道调整非常节省燃料,据估算,以鹊桥约400KG的质量计算,每年维持这个轨道的燃料不过数千克!!
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