圖1：5個拉格朗日點(diǎn)位置關(guān)系圖?

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圖2：嫦娥二號奔向L2點(diǎn)軌跡模擬圖?

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圖3：地球、月球和“鵲橋”的位置關(guān)系圖?

茫茫蒼穹中，有一顆衛(wèi)星，她的名字叫“鵲橋”，是我國嫦娥四號中繼通信衛(wèi)星?！谤o橋”于2018年5月21日發(fā)射，使命是常駐浩瀚太空中的拉格朗日L2點(diǎn)，為月球上的“嫦娥”和地球上的居民搭建一座用于通信聯(lián)系的“橋梁”。

拉格朗日點(diǎn)到底是什么點(diǎn)？拉格朗日點(diǎn)L2又在天空的什么方向？

在宇宙中，有一個特殊的位置，一個小天體位于該地方，在太陽、地球兩大天體引力的作用下，小天體還能保持相對靜止。我們把這個位置，稱為拉格朗日點(diǎn)。在數(shù)學(xué)上，拉格朗日點(diǎn)是一個限制性三體問題的特殊解，共5個，分別記為L1，L2，L3，L4，L5。拉格朗日點(diǎn)也稱平動點(diǎn)。1767年，瑞士數(shù)學(xué)家歐拉計算出3個平動點(diǎn)。1772年，歐拉的學(xué)生，法國數(shù)學(xué)家拉格朗日計算出剩下2個平動點(diǎn)。（拉格朗日點(diǎn)在宇宙的位置如圖1所示）

2010年10月1日，嫦娥二號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。她是嫦娥三號、嫦娥四號的開路先鋒，其目的地是拉格朗日點(diǎn)L2。她先對月球表面的環(huán)境進(jìn)行探測，為嫦娥三號衛(wèi)星在月球上的著陸區(qū)進(jìn)行高清晰度成像探測。任務(wù)完成后，嫦娥二號衛(wèi)星于2011年6月9日從月球軌道出發(fā)，在浩瀚的太空飛行76個晝夜才抵達(dá)拉格朗日點(diǎn)L2，并繞其緩緩飛行一周,為“鵲橋”探測L2附近區(qū)域的太空環(huán)境和通信測試（見圖2）。任務(wù)結(jié)束后，嫦娥二號衛(wèi)星繼續(xù)向宇宙更遠(yuǎn)的深空飛行。2012年12月13號，嫦娥二號在距地球700萬公里深空處偶遇小行星4179(圖塔蒂斯)，她們倆交會最近距離3.2公里，真是擦肩而過。而且嫦娥為美麗的圖塔蒂斯進(jìn)行了長達(dá)100秒的拍攝，給我們地球傳回來了圖塔蒂斯美麗的倩影。

L1和L2是離地球最近的兩個拉格朗日點(diǎn)。如果我們要觀測太陽的活動規(guī)律或者對地球全方位拍攝，L1是最佳位置。如果我們做其他科學(xué)考察，一般選擇離地球近，受太陽離子風(fēng)危害要小的L2處。在L2附近區(qū)域，衛(wèi)星在地球和太陽的作用下，幾乎是靜止的，只需要消耗極少的燃料即可長期駐留。因此，L2是人類太空探測器、天體望遠(yuǎn)鏡定位的理想位置，在工程和科學(xué)上具有重要意義。L2是國際深空探測的熱點(diǎn)。例如，在L2附近，安置了美國宇航局的威爾金森微波各向異性探測器和歐洲航天局的赫歇爾天文臺。在不久的將來，在L2附件區(qū)域會有更多人類的杰作。

我國的“鵲橋”中繼衛(wèi)星位于L2的動態(tài)平衡軌道上（見圖3）。這個軌道實(shí)在得天獨(dú)厚，可為整個月球背面提供中繼，成為月球著陸器與地球通信的信使。

嫦娥奔月是我國的古老神話，也是中華民族的偉大夢想。2004年，中國正式開啟 “嫦娥工程”。“嫦娥工程”分三步走，即“繞”、“落”、“回”。

我國航天人通過不懈地努力，從2010年到2020年十年時間里相繼成功地發(fā)射了嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號和嫦娥五號衛(wèi)星。嫦娥五號衛(wèi)星從拉格朗日L1點(diǎn)登月，并從月球上帶回了約2公斤美麗的月壤。這2公斤的月球禮物，標(biāo)志著我國 “嫦娥工程”的圓滿收官！拉格朗日點(diǎn)，為人類探索宇宙，提供了極大的幫助！

銀河灣灣，鵲橋翩翩，地月聯(lián)通一線牽。

牛郎織女無幽怨，柔情似水，佳期天天。

拉格朗日點(diǎn)，圓夢人間。

（作者文鳳春系華中農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院副教授，王運(yùn)系華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授）

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