月球已经被地球潮汐锁定,使得月球只有一面对着地球 。直到1959年 , 前苏联的月球三号将月球背面的照片传回来 , 人类才知道月球背面的模样 。

即使在今天,月球的背面也被传的多么神秘,有一条著名的谣言就是借霍金之名说外星人就在月球的背面 。人类的探测器已经在火星上登陆很多次,却从未在月球背面登陆过 。不过 , 这很快就会成为历史,今年底中国的嫦娥四号卫星将会在月球背面登陆 。这将是人类的探测器首次登陆月球背面 。
探测器登陆到月球的背面会遇到一个问题,地球上一直看不到月球的背面 , 如何才能把嫦娥四号的信号传送给地球上的科学家呢?科学家如何操纵探测器呢?很简单,就是找一颗卫星做中继,嫦娥四号先将信号发送给卫星 , 然后卫星再将信号传送给地球 。
说起来很简单,做起来未必像想象的那么简单 。你可能会想到发射一颗月球的同步卫星 , 可是发射这样的卫星是不可能的,一是因为月球的自转周期较长,另外月球只是地球的卫星,环月卫星受到的地球引力作用不可忽略,三体问题没有精确的解 。
三体问题有特殊的解,拉格朗日点就是五个特殊的位置 。

上图中给出了地月系统中的五个拉格朗日点,其中L1、L2、L3在地月的连线上,把小探测器放到这样的点上能够和地月系统保持在一条线上转动,在垂直于连线方向推动一下小卫星,小卫星仍然能够回到平衡点 。这次的鹊桥中继卫星就是要送到L2附近 。

很多读者已经看到了,如果把卫星放在L2点,卫星仍然会被月球挡住,仍然无法通信,怎么办?方法就是让鹊桥中继卫星在垂直于地月连线的面上绕L2转动 。这样卫星就能同时兼顾地球和月球背面,以保证提供全时段的中继服务 。同时因卫星里地月比较远,不容易被地月遮挡住太阳光 , 卫星可以获得足够的太阳能 。
鹊桥中继卫星是一颗为嫦娥四号服务的卫星,真正的重头戏嫦娥四号尚未出场 。在月球背面着陆的嫦娥四号或许会让一些人一惊:霍金不是警告不要登月吗,外星人就在月球背面的 。呵呵,霍金没有说过那样的话,月球背面也没有外星人 。若是真的有人,只能是以后登陆月球的地球人 。嫦娥四号的工作能够为以后人类的登月做铺垫 。
发射月球中继卫星是为了嫦娥4号着陆器在月球背面登陆做准备 。
因为地球和月球之间强大的万有引力,月球被引力潮汐锁定,所以月球的自转周期与公转周期相同,也就是月球始终只有一面朝向地球,而另一面在地球上是永远看不到的 。所以才催生了那么多关于月球背面有没有外星人基地啊 , 有没有外星飞船之类的猜测和谣言 。

我国准备在2018年下半年发射嫦娥4号巡视器和着陆器,其中着陆器将在月球背面登陆,是世界上首次在月球背面登陆 。

嫦娥4号巡视器,着陆器与中继卫星
【发射的月球中继卫星有哪些作用和意义呢】
但在月球背面,从地球上发射的无线电指令被月球遮挡,月球背面的嫦娥4号着陆器、巡视器无法接收到指令,同时它们发往地球的资料信息也会被遮挡 。所以我们需要在地球和月球之间寻找一个第三者来进行信息接力,这个第三者就是中继卫星 。

鹊桥卫星飞行在拉格朗日l2点
2018年5月21日 , 我国发射“鹊桥”中继通信卫星,这是决定嫦娥4号工程成败的重要一步 。鹊桥卫星飞行在拉格朗日L2点,这里距离地球48万公里,距离月球8万公里,既能看到月球表面,也能看到地球 , 能很好的为嫦娥4号着陆器、巡视器、地球三方通信提供中继服务 。这就是月球中继卫星的作用和意义 。