原标题：再会，龙江二号：全球无线电爱好者的一同成功，我国航天版的“少年可期”
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2019年11月14日，经过三个多月的绵长等候， NASA的月球勘察轨迹飞翔器（LRO）总算宣告在月球反面北纬 16.6956°，东经159.5170°方位找到了嫦娥四号使命搭载的微卫星：龙江二号的撞月点 [1]。
为龙江二号探月使命画上了一个满意的句号。
龙江二号微卫星什物。来历：哈尔滨工业大学
在曩昔的一年多时刻里，这颗规划寿数1年、质量47公斤（其间15公斤是燃料）、主体只要2个家用微波炉巨细（765×570×420毫米）的微卫星，独立完结了地月搬运、近月制动和环月飞翔，在轨运转了整整437天，成功打开了一系列射电地理观测和对月对地观测使命。
乃至，还不止这些。
人们不曾想到，这颗打包顺带、差点死在半路上的小不点，会在短短一年多的生命里为咱们咱们带来这么多奇景和惊喜。
出师不利，九死一生
北京时刻2018年5月21日5:28，嫦娥四号月球使命的通讯中继卫星鹊桥号在西昌卫星发射基地，由长征四号丙（CZ-4C）运载火箭发射升空。（概况拜见： 嫦娥4号中继星“鹊桥”发射成功：一桥飞架南北，通途变通途 ）
搭载着鹊桥号的长征四号丙火箭发射升空。来历：新华网
由于这发火箭尚有余力，所以顺路捎带着一同发射了两颗由哈尔滨工业大学牵头研发的孪生微卫星，名叫龙江一号和龙江二号。
这两颗微卫星开端的规划功用是在环月轨迹上进行射电地理观测，因而在被正式命名为“龙江一/二号”之前，它们开端的姓名是“月球轨迹超长波地理观测微卫星A/B”（Discovering the Sky at Longest Wavelengths Pathfinder），简称DSLWP-A和DSLWP-B。
大大的鹊桥号和两头小小的龙江一号和二号 。来历：航天八院
依照本来的计划，龙江一号和二号将在发射后不久与火箭别离，各自独立进入地月搬运轨迹，之后独立完结途中的轨迹批改和近月制动，进入间隔月球约300×3000千米的环月椭圆轨迹 [2]。待到顺畅入轨之后，两颗卫星将一前一后编队飞翔，以相距1～10千米（基线长度）的可变间隔进行超长波地理干与丈量等实验 [3]。
龙江一号和二号一前一后编队飞翔的设想图。来历：参考文献 [3]
龙江一/二号卫星结构图。来历：参考文献 [3]
但是，实践并没有依照这个轨迹进行。
北京时刻5月21日05:54:50和05:55:20，龙江一号和二号先后与火箭别离，开端独立飞翔。
火箭末级相机在箭器别离进程中摄影的最早别离的鹊桥号（远处）和这以后别离的龙江一号（右下），此刻龙江二号没有别离出来。来历：航天八院
5月22日清晨03:54，龙江团队对龙江一号（A星）进行第一次半途批改。但是，在按计划运用5N推力器之后，尽管焚烧过程中卫星状况正常，但焚烧完毕之后…龙江一号直接就失联了！地上站马上采纳办法，测验了盲发指令、大口径天线等多种手段…但仍是没找到。
龙江一号就这么丢了。
更可怕的是…由于信号丢掉，地上站彻底不知道龙江一号到底是哪里毛病了啊！
那么问题来了。龙江二号和一号是孪活力，假如龙江一号哪里有问题，那么龙江二号必定也会有相同的问题——假如仍是按原计划对二号进行焚烧批改，二号九成九也要失联。但不焚烧也是不可的，假如不当令进行半途轨迹批改，龙江二号又将会失掉进入环月轨迹的机遇！
在这样一个刻不容缓又进退维谷的为难时刻，哈工大团队和北京航天飞翔操控中心抓住机遇，在短时刻里完善了毛病预案，推延一天对龙江二号（B星）进行半途批改。
从龙江一号传回的残存的数据中判别，一号的角速度好像上升了。只是经过这一点点头绪，龙江团队决议左右开弓：
一方面换用推力较小的0.2N推力器，并且在焚烧完毕后封闭自锁阀，让龙江二号不至于一会儿速度改变太快；
另一方面换用较大口径的深空站天线进行盯梢，削减失联的或许性。
5月23日晚上20:00，龙江团队对龙江二号进行第一次半途批改。由于这次信号没有丢掉，毛病原因总算找到了。
龙江二号在轨控进程中也是状况正常的，但在 轨控完毕后推力器未能及时关机，导致卫星进入了快速旋转状况，陀螺呈现饱满。但是由于卫星毛病诊断程序断定陀螺仪发作毛病，所以在三次重启无效后封闭了陀螺仪，致使 卫星无法自主进行角速率阻尼（减速）。
也便是说，是由于推力器的操控逻辑过错，形成卫星开端极快速旋转且无法进行自主减速。事实上，即使是用了小推力并且及时封闭了推力闸，龙江二号的角速度也现已敏捷超过了400度/秒。由此揣度，龙江一号很或许在其时的快速旋转中直接崩溃了。即使没有直接崩溃，由于那时分的卫星现已无法保持姿势，太阳能板不能对日，也必定会在几小时内讧尽动力。
原因找到了，作业就处理了一半。龙江团队当即对龙江二号打开抢救：重复发送陀螺仪开机指令，在陀螺仪自动关机前将数据下传至地上，运用（现已饱满的）陀螺度数判别卫星自旋方向，手动操控推力器进行减速，三小时内发送指令五百余条，总算将卫星角速度下降至400度/秒以下，卫星随即自主进行角速率阻尼，康复正常姿势。
总归，在第一次轨迹批改之后，龙江二号被抢救下来了。
而推力器的操控逻辑过错也在随后得到了批改，龙江二号于5月24日21:30顺畅完结了第2次半途批改。
5月25日22:08，幸存的龙江二号顺畅完结了近月制动，成功进入间隔月面357×13704公里，轨迹周期20.5小时的环月轨迹 [4]。
龙江一/二号实践飞翔进程和轨迹参数。来历：哈尔滨工业大学
但是，不要忘了，龙江号本来的观测规划是双星编队联测啊！现在动身是两个，到地儿就剩一个了可怎么办？？？
射电地理观测：孤军独战探国际
龙江使命总共带着了两种科学载荷，其间最主要的一种便是低频射电勘探仪，两颗龙江卫星上均有搭载，由中科院空间中心研发和收发指令/信号。
低频射电频谱仪天线，也便是这6根开销的天线
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龙江一/二号示意图。来历：哈工大
了解嫦娥四号的朋友们应该对这个仪器不陌生了。由于电离层的阻挠，波长10米以上的电磁波简直无法穿透大气来到地球表面，想要对这类以及波长更长的低频电磁波进行观测，就有必要脱离地球大气层——月球邻近便是一个极佳的观测场所。
地球大气的电磁波窗口。来历：维基
因而不只是龙江一/二号，嫦娥四号着陆器和鹊桥中继卫星上也都搭载了低频射电频谱仪。三者的观测频段尽管略有差异（嫦娥四号着陆器 0.1~40 MHz，鹊桥 0.1 ~80 MHz，龙江一/二号1 ~30 MHz），但都能添补地基射电地理观测上的空白。
但是，龙江一号的失联，意味着两艘龙江号本来计划的双星射电干与丈量已注定无法完结，但单星低频射电勘探仍然有能做的。来都来了，当然要尽力而为。
同样是在月球邻近，月球正面和反面轨迹上观测到的低频射电信号仍然有很大不同：在月球的遮挡之下，月球反面可以更好地屏蔽来自地球的射电搅扰（Radio Frequency Interference，简称RFI）。
在盘绕月球的进程中，龙江二号会重复飞过月球的正面和反面——也就可以完美验证和观测月球对低频射电信号的遮挡作用。
龙江二号在盘绕月球的进程中，会重复飞过“有地球搅扰”区域和“遮挡住地球搅扰”区域。来历：哈尔滨工业大学
2018年5月26日，龙江二号上的低频射电勘探仪初次开机，尔后共接纳了329分钟观测数据，证明月球对地球射电搅扰的遮挡作用很显着 [5]。
龙江二号在飞过月球正面的时分，显着观测到来自地球的射电搅扰，而绕过过渡带，飞到月球反面时，又能显着观测到月球对地球射电搅扰的屏蔽。来历：中科院空间中心
那同样是来自地球的射电搅扰，在龙江二号1~30 MHz的低频射电观测频段里，哪些频段搅扰强，哪些频段搅扰没那么强呢？龙江二号 丈量了月球正面轨迹上1~30MHz频段的连续谱，完结了地球射电搅扰普查 [6]。
龙江二号测得的1-30 MHz频段地球搅扰谱散布特征。横轴是频率，纵轴是相对的搅扰强度，可以准确的看出搅扰较强的频段大多数都是地球上播送的频段。来历：中科院空间中心
除了地球，太阳、太阳系巨行星和系外行星宣布的射电辐射，其间一些也在龙江二号的观测频段内。
太阳和一些巨行星的射电辐射特征，其间1~30 MHz频段就在龙江二号的“统辖规模”内。来历：[7]
运用月球掩恒/行星时对这些辐射的遮挡，龙江二号屡次对来自 太阳、木星、银心和Cas-A等强射电源的低频射电辐射进行观测，相关勘探数据还在进一步处理和解译中。
沙特相机：我国与中东协作的里程碑
龙江还不止这一点命运。
尽管龙江一号和二号是孪活力，但这次龙江号使命带着的另一种科学载荷——由 沙特阿拉伯阿卜杜勒阿齐兹国王科技城研发的月球小型光学成像勘探仪（微型光学相机），就走运地搭载在大难不死的龙江二号上。
沙特相机在龙江二号上的方位。来历：哈尔滨工业大学
2018年5月28日，入轨三天后，沙特的微型光学相机初次开机。尔后， 在龙江二号在轨期间，沙特相机累计完结30次摄影成像。
成功摄影了包括波斯湾、红海、地中海、阿拉伯半岛等区域的地月合影。
沙特相机 2018年6月8日摄影的地月。 卫星轨迹高度约728.1 km，星下点月面方位为西经149°1’，北纬22°28’。摄影到的月面印象坐落月球反面北半球彼得罗帕夫洛夫斯基M环形坑(Crater Petropavlovskiy M)邻近。来历： 探月与航天工程中心
成功获取了 多幅明晰的月球雨海部分等区域的科学勘探印象 。
沙特相机在5月29日和6月1日摄影的月面印象。来历：探月与航天工程中心、Mohammed Bin Othman
作为嫦娥四号使命国际协作载荷之一，龙江二号的成功在中东地区发生了强烈反响 ，成为我国与中东在航天范畴协作的又一标志性效果，也由此拉开了中沙航天深度协作的前奏 [6]。
业余无线电通讯：全国际无线电爱好者们的一同努力
龙江卫星共有三个通讯频段：S波段、X波段和VHF/UHF波段。
其间，S波段用于测控、X波段用于科学载荷的数据传输，两者均由我国深空网台站担任。这些国家队有着18-65米口径的强壮天线，但可以分配给龙江使命的资源有限，所需的高耗能也给龙江这样的小卫星形成必定压力。
因而，龙江卫星还带着了由紫丁香学生微纳卫星团队研发的甚高频/超高频（简称VHF/UHF）通讯模块，其间VHF频段用于上行（上传指令）、UHF频段用于下行（接纳卫星状况和载荷数据）。
VHF/UHF通讯模块在龙江二号卫星上的方位。来历：哈尔滨工业大学
在龙江卫星发射之前，哈工大紫丁香学生微纳卫星团队、哈工大业余无线电沙龙的二十余名学生经过新建、改造、借用等方法，在哈尔滨、北京、哈密、广州、荷兰德文格洛、日本和歌山等地设立了6个VHF/UHF地上站，并开发了开源的调制解调软件和网络传输软件，建立了数据解析服务器[4]。
国际各地的地上站天线助力龙江号使命的通讯。来历：哈尔滨工业大学 [4]
还不止这些。在整个龙江卫星使命期间，许多业余无线电安排、爱好者集体和个人都为龙江号的通讯贡献了自己的力气。
其间一些无线电爱好者们乃至只是经过自家门前、房顶的“粗陋”接纳设备，就投身了龙江使命的协作之中。
PY2SDR、N6RFM、CD3NDC、G4RGK分别是四位无线电爱好者的无线电呼号。来历：哈工大紫丁香学生微纳卫星团队 [8]
从两颗龙江卫星与火箭别离，到龙江二号完毕使命，来自巴西、智利、美国、波兰等近17个国家的共50个地上站成功完结了龙江卫星UHF频段的信号和数据接纳。
成功接纳到龙江卫星信号和数据的地上站散布。来历：哈工大紫丁香学生微纳卫星团队 [9]
除了接纳数据，多个地上台站还经过龙江二号的UHF频段展开了许多业余无线电实验。
2018年6月10日，荷兰德文格洛25米天线和北京12米天线协作完结了国际初次月球轨迹UHF频段VLBI（Very Long baseline Interferometr，甚长基线干与丈量）定轨实验。
荷兰德文格洛25米天线（左）和北京12米天线（右）。来历：哈尔滨工业大学
BY2HIT与DK5LA的经过龙江二号转发器进行双向通讯的音讯记载。来历：哈尔滨工业大学
2019年7月5日，德文格洛、和歌山、北京、哈尔滨台站进一步协作完结了四个台站的VLBI定轨实验。相关实验数据还在剖析解译中。
龙江使命的VHF/UHF通讯模块是一次低成本、低能耗的深空卫星通讯测验，经过借力全国际各地的业余无线电爱好者们和通讯台站，一同完结了龙江使命VHF/UHF频段的信号收发。这是国际初次在月球轨迹进行的业余无线电通讯实验。
从这个视点来说，龙江使命的顺畅完结，不只 促进了民间的国际交流，自身亦是 全国际无线电爱好者们的一同成功。
学生CMOS相机：Inory之眼
2019年2月，龙江二号摄影的“最美地月合影”在美国《科学》杂志、英国《独立》报上刊发，引起全国际各地广泛重视。
2019年2月15日《科学》杂志刊发的 “最美地月合影，标题为《行星科学：月球反面，以及这以后的家乡》
而摄影这幅奇景的，是龙江二号上一个极小极不起眼的实验设备——微型CMOS相机。
微型CMOS相机在龙江二号上的方位。来历：哈尔滨工业大学
你或许幻想不到，这枚微型相机分量只是只要20克，巨细只要两个一元硬币那么大。
微型CMOS相机挨近制品状况实拍。来历：哈尔滨工业大学
更难能可贵的是，这枚相机是由哈工大本科生为主的学生团队担任研发的：平均年龄不到24岁，可以称得上是我国最年青的航天团队。
《“最美”地月合影反面的追梦人》采访龙江二号学生团队。来历：CCTV 13
在龙江卫星极端苛刻的尺度和分量约束之下，这个年青的微型相机团队克服了种种困难，出色完结了相机的规划、卫星在轨时的摄影、相片的传输和后期处理。
《瞬间我国》采访龙江微型相机规划师，23岁大四在读的蒙古族小伙儿泰米尔。来 源：CCTV 1
除了这张网红“最美地月合影”，微型CMOS相机还摄影过其他视点的地月合影、火星与摩羯座天区、月面云海等许多美丽的相片——小小的身躯，大大的能量。
来历：哈尔滨工业大学 [12]
这个小相机，在龙江团队和助力龙江使命的无线电爱好者集体内部有个心爱的昵称：Inory之眼——这是相机规划师泰米尔喜爱的爱豆、动漫歌手“祈Inory”的姓名。
字母INORY被刻在了CMOS相机的电路板上，跟着龙江二号一同环游月球，一路见证着龙江二号的艰苦和高兴。
（这届年青人真会玩.jpg）
微型CMOS相机 的数据经过UHF业余频段传输，也便是说这些相片也都是全国际无线电爱好者们协同接纳的——每张相片被分割成一小包一小包数据，由多位爱好者接纳之后再拼接起来。
假如某几包数据有丢掉，终究“拼”出来的图画就会有条带缺失。来历：哈尔滨工业大学 [13]
是龙江团队和全国际无线电爱好者们一同“拼”出了包括这张网红“最美地月合影”在内的许多地月美图。
而这群逐梦航天的朋友们，还要携手干终究一件大事
从月球上看日全食是一种怎样的体会？
北京时刻2019年7月3日清晨，2019年仅有一次日全食在南美洲的上空演出。
摄影：刘博洋，摄影于智利
在这次日全食发作期间，地球上的咱们假如在适宜的当地，能看到月球彻底遮挡了太阳。
当月亮运转到日地之间时，会发作日食。来历：ESA [14]
那假如在月球邻近观测日食，会看到怎样的场景？彼时正在绕月飞翔的龙江二号为咱们供给了一种“天主视角” [15]。
怎么做好规划，让龙江二号的CMOS相机找到适宜的机位和机遇，用自己有限的功能，记载下这次千载一时的奇迹呢？
这场来自国际的应战让年青的龙江二号团队和许多业余无线电爱好者们跃跃欲试，激动不已。
微型CMOS相机要求摄影方针坐落太阳矢量的相反方向，并且需求相机的视界中有必要包括必定面积的月面才干正确曝光。在日全食发作的2个多小时里，月球遮挡住太阳，而龙江二号刚好会经过月球反面，可以找到满意对地摄影的条件和机遇。
另一方面，为了既取得38万千米外地球的更多细节，又不会由于姿势指向差错错失地球，项目组挑选运用2x的数码变焦倍率进行摄影。
大致计划确认后，哈工大团队与西班牙无线电爱好者Daniel Estévez （EA4GPZ）等人对最佳的摄影时刻进行重复的核算与评论，终究确认：
- 为了验证相机参数设置的正确性，在和谐国际时（UTC，加8个小时便是北京时刻）6月30日进行 6次测验成像 ；
- 在和谐国际时7月2日18:57:00和19:32:45两个 临界时刻点的前后1分钟里 ， 龙江二号进行 6次成像 ；
- 确认了摄影后用于数据接纳的时刻段。
这些重复核算过的观测计划终究被转化为指令码字，从北京航天操控中心经过S频段测控网发送至龙江二号。
北京时刻7月3日清晨，龙江二号完美执行了既定规划，用微型CMOS相机从月球轨迹上摄影了下了日全食期间月球投在地球上的影子。
相片中可以正常的看到地球的美洲大陆、大洋上的风暴、太阳在海面反射的光斑，
以及最重要的：
月球落在地球上的影子▼
日食第五次成像，摄影于和谐国际时2019年7月2日 19:32:45。 暗影中全黑区域里的人们，彼时看到的便是日全食。来历：哈尔滨工业大学
相片下载的指令由哈工大团队生成，经过德国业余无线电爱好者Reinhard Kuehn （DK5LA）的VHF频段EME天线阵列发送至龙江二号，UHF频段的下行图画数据则由荷兰德文格洛25米射电望远镜、北京沙河12米站以及哈工大在国家无线电检测中心哈尔滨监测站建立的小八木阵列天线进行同步接纳 [15]。
日食第三次成像， 摄影于和谐国际时2019年7月2日18:57:00 。来历：哈尔滨工业大学
这次协同大作战的成功，让一切参加举动规划和数据接纳的朋友们取得了极大的高兴和满意。参加了屡次龙江二号数据接纳的志愿者Tammo Jan Dijkema说：咱们对这个相机的运用越来越擅长了，这几张相片比咱们之前的都好 [15]。
但惋惜的是，此刻已是2019年7月初，现已完结既定使命的龙江二号将在月底完毕使命。为了尽最大或许防止卫星失掉动力后发生空间废物，龙江二号挑选在尚有燃料的情况下自动撞月坠毁——就像撞月的嫦娥一号、撞土星的卡西尼号等许多勘探器长辈们相同。
早在2019年1月，龙江二号已进行了轨迹调整，随后将渐渐跟着轨迹的演化在7月底碰击月球。
受控坠毁：月宫 长逝
2019年7月31日晚22:20分左右，现已完结一切使命的 龙江二号卫星依照既定计划撞上月球反面坠毁，完毕使命。
直到撞月前几个小时，各地爱好者们仍然没有中止接纳龙江二号的数据。
龙江二号受控撞月前传回的终究一张完好相片，由荷兰 德文格洛地上站接纳。来历：哈尔滨工业大学
经过龙江二号的轨迹，无线电爱好者Daniel Estévez预算龙江二号的撞月点大致在月球反面的Van Gent碰击坑邻近（黄圈） ▼
DSLWP-B是龙江二号开端的姓名
不过，由于龙江二号与通讯中继卫星鹊桥之间没有数据接口，所以龙江二号运转到反面的时分是没有信号传回的。
咱们无法看到终究撞月的实况直播，也无法马上知道终究的准确撞月点。
只能等候这一时期仅有的在轨环月卫星：NASA的月球勘察轨迹飞翔器（LRO）过境的时摄影碰击之后的月面才或许知道。
走运的是，月球勘察轨迹飞翔器LRO在2个多月后顺畅摄影到了预订撞月区域一带的月面相片，随后，LROC项目组从中找到了龙江二号撞月点——只比 Daniel Estévez预算的方位偏离了328米！
终究的终究，龙江二号在月球反面留下了一个直径4×5米的人工碰击坑，和许多探月的长辈勘探器们一同，永久月球这片土地上沉沉睡去。
一点跋文
开端想要动笔写这篇文章，是在本年7月底，龙江二号刚完毕使命那会儿。很高兴可以联系到龙江二号使命的学生团队，了解了许多关于龙江二号的细节。
几经延迟之后，总算赶在2019年完毕之前，写完了这篇文章。
于我个人而言，私认为很难用简略几句话来归纳龙江二号使命的含义。
龙江二号是国际首个独立完结地月搬运、近月制动、环月飞翔和必定勘探使命的月球微卫星。
但绝不止如此。
它，真的是挺不相同的。
小卫星、低成本、顺路搭载、自筹经费…这些先天条件决议了龙江卫星无法像国家队的勘探器那样，担负重要的勘探使命、完结杂乱的勘探作业。
但也正由于如此，龙江二号探究出了一种低成本深空勘探的新模式。
- 鼓舞有才能的年青学生参加规划和运营，从真刀真枪的实战中学习和生长，也为我国航天培养了年青的血液。
- 调集民间爱好者的设备和力气，让更多人可以参加到实在的深空勘探中去，尽自己的力气，也完结自己的愿望。
- 答应更深度的国际国内协作，更灵敏自在的观测规划，让卫星在有限的条件下创造出更多意想不到的精彩。
- 拿出更敞开的宣扬姿势，供给更通明的数据同享计划，既让全国际更多人看到龙江使命的效果，也让龙江使命成为一个优异的“走出去”项目。
- ……
以及，还有许多。
龙江二号揭露的使命代码和数据，在紫丁香lilacsat网站和其他一些数据同享渠道可下载 ▼
从另一个视点来说，
龙江二号的成功，
是全国际航天爱好者们的一同成功，
也是我国航天版的“少年可期”。
月球旅行者——龙江二号漫画。作者：@涡轮喷气蛋
前面提到过，两颗龙江卫星开端的姓名是“月球轨迹超长波地理观测微卫星A/B”（Discovering the Sky at Longest Wavelengths Pathfinder），简称DSLWP-A和DSLWP-B。
而在哈工大卫星团队里，学生们暗里有归于自己的爱称——“对数龙王炮”。既首字母完美贴合卫星的代号，又别有一种…中二的神秘感
再会了，对数龙王炮A！再会了，对数龙王炮B！
两颗龙江号的使命logo和什物。来历：哈尔滨工业大学
来历：行星事务所
作者：haibaraemily
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