全世界只有中國把航天器落到了月球背面，這一點得益于中國擁有唯一的通訊中轉衛星鵲橋一號。鵲橋一號已經超期服役了，接棒者是鵲橋二號，但是鵲橋二號卻並不是走到一號的軌道上直接替換，而是選擇了一條新的軌道，那這兩條軌道哪條更好呢？我是東城觀星，再跟大家聊聊航天的話題。
鵲橋一號的軌道位于月球外側，處于地球和月球引力的平衡點附近，能夠確保衛星在用最少燃料的情況下長期處在這樣一個位置附近。在這個軌道上運行的衛星可以同時面對月球背面和地球，能把電磁信號從地球傳遞給我們看不見的月球背面，從而確保月球背面的探測器可以正常跟地球通訊。這個軌道最大的好處就是，可以全天候覆蓋月球背面，不受月球和地球運動的影響，能夠幾乎不間斷地確保地月通訊。目前還沒有其它軌道可以做到這一點。
鵲橋一號衛星爲中國探月計劃立下了汗馬功勞，連美國這樣的頂尖航天強國都表示羨慕，但是英雄總有遲暮的時候，鵲橋一號已經超期服役了，隨時都有可能停止工作。爲了延續中國宏偉的探月計劃，也爲了完美實施嫦娥六號月球背面采樣返回任務，年輕力壯的鵲橋二號提前就位迎接後續探月任務的到來。可是鵲橋二號卻選擇了一條跟鵲橋一號完全不一樣的軌道，甚至無法完全替代鵲橋一號，在這樣的軌道上，一旦鵲橋一號失聯，鵲橋二號並不能完全接替一號的工作，無法保障嫦娥四號與玉兔二號的全天候通訊。那爲啥還要選擇這樣的軌道呢？請聽我給你分析一下。
鵲橋一號能夠保障月球背面探測器不間斷跟地球保持通訊，而鵲橋二號卻選擇了一條不能保障全時段通訊的軌道，這當然跟它倆的任務不同有關。嫦娥四號和玉兔二號需要長時間不間斷工作，而在工作期間需要保持跟地球的正常通訊。要知道月球上白天的時長是半個月，扣除中午休息時間，也需要連續幾十上百個小時不間斷工作，鵲橋一號能保證只要嫦娥四號需要，隨時都能把信號傳遞給地球，換成其他軌道是很難的。
但是嫦娥六號跟嫦娥四號不一樣，嫦娥六號的主要任務是采樣返回，這是一個短時間的精細操作，有一系列極其複雜的動作，不僅要保障通訊正常，還要想辦法提高通訊質量。鵲橋一號雖然能保障全天候不間斷通訊，但它距離月球太遠了，最近距離是4.9萬公裏左右，遠的時候有7.9萬公裏，這比地球上的同步衛星軌道距離地面的距離還要遠。這麽遠的距離，通訊信號衰減會比較大，通訊質量相對較差。大家應該都有連接wifi的經驗，手機跟路由器的距離越遠，信號越差，很少有誰家的wifi能覆蓋幾公裏吧。月球背面探測器的信號卻需要覆蓋8萬公裏以上，這要換成我們的手機，恐怕很難做到。
嫦娥六號的任務，不僅要能實現通訊，還要保證通訊質量和通訊帶寬，幾萬公裏的距離，實現起來非常困難。要知道，美國的星鏈衛星距離地球表面只有幾百公裏，我們都需要先進的相控陣衛星鍋才能高質量通訊，如果改到幾萬公裏，恐怕網速就會變成烏龜爬了吧。爲了提高通訊質量，提高通訊帶寬，最好的辦法就是選擇一條距離更近的軌道。顯然鵲橋二號就選擇了一條更近的軌道，最近距離只有300公裏。
但是必須說明一下，雖然鵲橋二號距離月球的最近距離只有300公裏，並不是說鵲橋二號和嫦娥六號的通訊距離只有300公裏。其實距離300公裏的時候，衛星剛好運行到月球北極附近，並不會跟南極附近的嫦娥六號通訊，因爲它會被月球本身給擋住。鵲橋二號運行的是一個橢圓形軌道，最近距離是300公裏，最遠距離是幾千公裏，跟嫦娥六號通訊的時段恰好是距離月球比較遠的時候，而不是比較近的時候。因爲比較遠的時候，才能長時間跟月球某個點通訊，比較近的時候，瞬間就跑過去了，根本說不了兩句話。當然，哪怕是比較遠的幾千公裏，跟幾萬公裏比起來也近了很多，通訊質量和通訊帶寬都可以大幅度提高。
根據嫦娥六號的工作特點，並不是時刻都需要高質量通訊，只要保障需要高質量通訊的時候，鵲橋二號能在崗工作就行了，其他時段完全可以用鵲橋一號來進行通訊，一號二號可以高效互補。既能保障實時通訊，又能保障關鍵時刻高質量通訊，非常完美。那單獨拿出來，這兩條軌道哪個更好呢？
鵲橋二號是鵲橋一號的升級版，但鵲橋二號的軌道卻不能保證它全時段通訊。鵲橋一號的軌道能保證它全時段通訊，但通訊質量會有所下降。那不考慮兩個衛星的差異，單說兩條軌道，哪個軌道更好呢？
其實，在設計月球中繼衛星的時候，兩條軌道都是比較優秀的選擇。這兩個軌道都比較穩定，而且都能保障航天器在月球南極背面長時間可見。所不同的是，鵲橋二號的軌道是圍繞月球的細長橢圓軌道，而鵲橋一號的軌道並不是圍繞月球旋轉，而是在遠離月球的一個地方圍繞一個看不見的重力平衡點旋轉。
圍繞月球旋轉的橢圓軌道，距離月球更近，通訊質量更好。但對于月球南極的測控點來說，並不能做到永遠都能見到這條軌道上的一個衛星。在這條軌道上的衛星時不時就會被月球自己給擋住，要麽無法對南極探測器通訊，要麽無法對地球通訊。反正要想做到不間斷通訊，在這條軌道上運行的鵲橋二號是不太靠譜的。而鵲橋一號因爲遠離月球，被月球擋住的機會並不大，反而能不間斷的對月球南極通訊。
但是，優勢總是相對的，不是絕對的。鵲橋一號，雖然可以做到對月球南極背面不間斷通訊，但卻做不到對月球正面通訊，因爲月球正面永遠背對鵲橋一號所在的軌道。將來的嫦娥七號和嫦娥八號大概率是要降落在月球南極正面的，鵲橋二號不僅可以對月球背面的嫦娥六號、嫦娥四號通訊，也可以對月球正面的探測器通訊。
有朋友可能會說月球正面直接對地球通訊不就可以了嗎，還用得著中繼衛星嗎？其實也需要，隨著中國月球探測器越來越複雜，探測任務越來越繁重，産生的數據量越來越大，需要更高的通訊帶寬才能把數據及時傳輸給地球。地球和月球之間的距離有38萬公裏，那可比月球到鵲橋一號的距離遠多了，通訊質量更會打折扣。必須說，雖然衛星上的天線可以做到很大，但著陸器上的天線卻不會很大，原因相信大家也能想到。38萬公裏的距離，從地球上發射信號到月球不難，但從月球往地球高質量傳輸信號就比較難了。最好的辦法是也加一個中繼衛星，加強通訊帶寬和通訊質量。鵲橋二號後面的任務就是需要保障嫦娥七號和嫦娥八號的通訊，這是鵲橋一號做不到的。
分析完這些，大家覺得鵲橋二號選擇一個不能全天候通訊的軌道是一個錯誤的選擇嗎？
當然，有朋友可能會說如果鵲橋一號完全失聯了，鵲橋二號怎樣保障全天候通訊呢？有兩個方法，一個方法是把鵲橋二號轉移到鵲橋一號的軌道上，完全替換鵲橋一號。第二個辦法，就是再發射一個鵲橋三號，讓鵲橋三號也到鵲橋二號的軌道上去，只是他們兩個對稱運行。這樣雖然它們兩個還是會被月球給擋住，但相互之間可以互補，能確保絕大多數時間，至少有一個衛星不被擋住，能正常通訊。
好了，就說這麽多，關于鵲橋二號的長遠規劃，以及鵲橋二號和它的兩個小夥伴能實現導航、通訊和遙感功能，網上已經介紹很多了，這裏就不多說了，大家如果感興趣以後再講。希望這次的介紹能讓大家長見識，而不是重複聽別人講過的故事。
我是東城觀星，關注我，定期給大家講點高科技的知識。
