月亮之上“夢想綻放” 增強現(xiàn)實+AI生成技術(shù)揭秘鵲橋二號發(fā)射全程
央視網(wǎng)消息：3月20日上午8時31分，探月工程四期鵲橋二號中繼星由長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射升空。鵲橋二號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、嫦娥六號等任務(wù)提供地月間中繼通信。3月20日發(fā)射的過程，我們通過一個短片來回顧一下。
我們看到長征八號運載火箭已經(jīng)點火起飛。長征八號是我國新一代中型運載火箭，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，我們看到鵲橋二號的太陽帆板正在打開，這意味著鵲橋二號發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
多視角感受長征八號運載火箭發(fā)射瞬間
3月20日，鵲橋二號中繼星成功發(fā)射。本次發(fā)射，我們前方報道團隊也設(shè)置了多個不同角度的機位，接下來，我們再逐一回顧發(fā)射時的壯觀場面。
這個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，長征八號火箭的飛行姿態(tài)更加突出。
這個視角是我們設(shè)置在文昌銅鼓嶺石頭公園的機位所拍攝的，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)射場獨特的地理環(huán)境。
這個畫面拍攝于海南文昌淇水灣海灘，位于文昌航天發(fā)射場的東北方向。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。長征八號火箭點火升空的那一刻，也點燃了現(xiàn)場觀眾的熱情。
增強現(xiàn)實技術(shù)帶您認(rèn)識鵲橋二號中繼星
那么，鵲橋二號中繼星它究竟長什么樣？我們通過增強現(xiàn)實技術(shù)一起來看一看。
鵲橋二號中繼星重約1.2噸，和此前發(fā)射的鵲橋號中繼星相比，重了大約三分之二。鵲橋二號的大體格不光要執(zhí)行通信中繼任務(wù)，還承載了很多科學(xué)探測任務(wù)，在它的身上就攜帶了如極紫外相機、陣列中性原子成像儀以及月球軌道VLBI試驗子系統(tǒng)等科學(xué)儀器。
要說鵲橋二號最引人注目的應(yīng)該就是這個金色的“大傘”了，它還有個專業(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更加牢固，信號反射率也會更好，這樣更有利于鵲橋二號中繼星在復(fù)雜的太空環(huán)境中工作運行。
而在鵲橋二號中繼星上還有一個“小傘”，叫二維可驅(qū)動拋物面天線。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)動機構(gòu)，保證每時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，鵲橋二號中繼星的設(shè)計壽命更長，達(dá)到了8年，將主要服務(wù)于嫦娥六號、嫦娥七號以及嫦娥八號等后續(xù)月球探測任務(wù)。此外，一旦鵲橋號中繼星退役，鵲橋二號中繼星還要接力為在月球背面探測的嫦娥四號提供中繼通信服務(wù)。
鵲橋二號如何奔赴月球？增強現(xiàn)實帶您看
鵲橋二號中繼星已經(jīng)發(fā)射升空順利入軌，接下來，它就要獨自開啟奔赴月球之旅。這趟旅途要經(jīng)歷哪幾步？我們再通過增強現(xiàn)實帶您一起來看一看。這里需要說明的是，我們制作的虛擬演示動畫是為了讓大家更直觀地了解鵲橋二號的飛行路徑，與實際可能會存在一些差異。
鵲橋二號要進(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，來保證鵲橋二號始終飛行在預(yù)期的軌道上。
此后，鵲橋二號繼續(xù)飛赴月球，當(dāng)?shù)诌_(dá)距離月面200公里左右的位置時，開始進(jìn)行近月制動。近月制動是鵲橋二號飛行過程中關(guān)鍵的軌道控制之一。怎么操作呢？在經(jīng)過高速飛行后，鵲橋二號靠近月球時實施“剎車”制動，這樣，能夠?qū)Ⅸo橋二號的相對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)入近月點約200公里、遠(yuǎn)月點約10萬公里的月球捕獲軌道后，鵲橋二號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，鵲橋二號進(jìn)入近月點約200公里、遠(yuǎn)月點約16000公里、周期為24小時的環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道。大家還記得2018年發(fā)射的鵲橋號中繼星嗎？它當(dāng)時是圍繞地月拉格朗日L2點運行的，而此次鵲橋二號則是選擇了一條新的環(huán)月軌道，執(zhí)行對嫦娥四號通信中繼任務(wù)，還將為嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號提供中繼通信服務(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，在這類軌道上運行的航天器，通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計軌道參數(shù)，軌道漂移可以被最小化。通常位于這種軌道上的衛(wèi)星在很長一段時間內(nèi)，其軌道高度在每個軌道周期的同一時間是保持不變的。因此，一旦進(jìn)入這個軌道，鵲橋二號將最大程度地節(jié)省燃料，能夠保證它的軌道的遠(yuǎn)月點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)計壽命中，長時間、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
剛剛我們通過演播室增強現(xiàn)實技術(shù)帶大家簡單了解了鵲橋二號后續(xù)的飛行路線。那么站在月球看地球、看鵲橋二號又是一種什么樣的體驗？接下來我們通過AI生成技術(shù)，換一個視角，再來看看這場奔月之旅。走，一起到月亮之上去迎接鵲橋二號。
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)射場在哪里呢？很不湊巧，鵲橋二號發(fā)射的時候，我們在整個月球表面是看不到文昌的，它此時此刻正在地球的另一面。
不過不要緊，我現(xiàn)在所在的這個位置也不是隨便選的，看點很多。專家告訴我，這里是月球上觀測鵲橋二號星箭分離的一個理想位置，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探測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獲取了很有價值的數(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，鵲橋二號是怎么踏上奔月之路的。
時間來到鵲橋二號發(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，長征八號運載火箭搭載著鵲橋二號，正在以一萬米每秒的速度直奔我所在的月球。鵲橋二號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，鵲橋二號就要獨自去完成自己的太空使命啦。
獨自奔月，鵲橋二號也并不孤單。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，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，會不會擁堵呢？別擔(dān)心，每個航天器運行的軌道都不一樣。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新的地方。我的頭頂上方200公里就是鵲橋二號的近月制動點，鵲橋二號靠近月球時，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)處的那個小點就是鵲橋二號，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)行靠近月球的制動了。
現(xiàn)在，鵲橋二號正在剎車！看，鵲橋二號被月球引力捕獲了！現(xiàn)在，它順利進(jìn)入了離月球最近點200公里、最遠(yuǎn)點10萬公里左右的月球軌道。