利用Halo轨道仿真开展嫦娥四号中继星与月面设备干涉基线的研究*

武宇翔，温卫斌，平劲松，朱新颖，张洪波，孔德庆，戴 舜，薛喜平，李 臣

(1. 中国科学院国家天文台，北京 100101；2. 中国科学院月球与深空探测重点实验室，北京 100101；3. 中国科学院大学，北京 100049)

1 Halo轨道和中继卫星

我国的嫦娥工程已经进行了多次任务，嫦娥四号探测器首次实现了月球背面着陆探测。由于月球背面的着陆器无法与地面直接进行通信，为了建立着陆器、巡视器与地球之间的联系，我国发射了中继通讯卫星 “鹊桥号”，通过它把获得的科学数据传回地球。这颗中继星运行在地月拉格朗日点L2附近的使命轨道上[1-4]。中继通信卫星搭载的低频射电探测仪和月球着陆器上搭载的射电频谱仪为空间低频射电干涉测量创造了条件[5]。

月球背面屏蔽了来自地球的各种信号，给低频射电观测提供了宁静的环境，可以在0.1～40 MHz的频段开展低频射电天文观测[6]。由于低频射电波的波长较长，为达到较高的空间分辨率，可参照甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)技术，借助月面、中继星和地面的低频射电观测设备联合进行协同观测，甚至是干涉测量。为了考察这种空间干涉测量的可行性，我们建立理论和仿真模型进行模拟实验，其中的一个重点是模拟中继星到月面设备的基线并计算基线长度。为此，本文讨论了Halo轨道模型在空间低频射电干涉测量模拟中的适用性。

嫦娥四号任务选择南极-艾特肯盆地(Southpole-Atiken)作为着陆区，着陆器及巡视器在这一地区开展科学探测，并获得了有关月幔物质的探测数据[7]。……