全世界只有中国把航天器落到了月球背面，这一点得益于中国拥有唯一的通讯中转卫星鹊桥一号。鹊桥一号已经超期服役了，接棒者是鹊桥二号，但是鹊桥二号却并不是走到一号的轨道上直接替换，而是选择了一条新的轨道，那这两条轨道哪条更好呢？我是东城观星，再跟大家聊聊航天的话题。
鹊桥一号的轨道位于月球外侧，处于地球和月球引力的平衡点附近，能够确保卫星在用最少燃料的情况下长期处在这样一个位置附近。在这个轨道上运行的卫星可以同时面对月球背面和地球，能把电磁信号从地球传递给我们看不见的月球背面，从而确保月球背面的探测器可以正常跟地球通讯。这个轨道最大的好处就是，可以全天候覆盖月球背面，不受月球和地球运动的影响，能够几乎不间断地确保地月通讯。目前还没有其它轨道可以做到这一点。
鹊桥一号卫星为中国探月计划立下了汗马功劳，连美国这样的顶尖航天强国都表示羡慕，但是英雄总有迟暮的时候，鹊桥一号已经超期服役了，随时都有可能停止工作。为了延续中国宏伟的探月计划，也为了完美实施嫦娥六号月球背面采样返回任务，年轻力壮的鹊桥二号提前就位迎接后续探月任务的到来。可是鹊桥二号却选择了一条跟鹊桥一号完全不一样的轨道，甚至无法完全替代鹊桥一号，在这样的轨道上，一旦鹊桥一号失联，鹊桥二号并不能完全接替一号的工作，无法保障嫦娥四号与玉兔二号的全天候通讯。那为啥还要选择这样的轨道呢？请听我给你分析一下。
鹊桥一号能够保障月球背面探测器不间断跟地球保持通讯，而鹊桥二号却选择了一条不能保障全时段通讯的轨道，这当然跟它俩的任务不同有关。嫦娥四号和玉兔二号需要长时间不间断工作，而在工作期间需要保持跟地球的正常通讯。要知道月球上白天的时长是半个月，扣除中午休息时间，也需要连续几十上百个小时不间断工作，鹊桥一号能保证只要嫦娥四号需要，随时都能把信号传递给地球，换成其他轨道是很难的。
但是嫦娥六号跟嫦娥四号不一样，嫦娥六号的主要任务是采样返回，这是一个短时间的精细操作，有一系列极其复杂的动作，不仅要保障通讯正常，还要想办法提高通讯质量。鹊桥一号虽然能保障全天候不间断通讯，但它距离月球太远了，最近距离是4.9万公里左右，远的时候有7.9万公里，这比地球上的同步卫星轨道距离地面的距离还要远。这么远的距离，通讯信号衰减会比较大，通讯质量相对较差。大家应该都有连接wifi的经验，手机跟路由器的距离越远，信号越差，很少有谁家的wifi能覆盖几公里吧。月球背面探测器的信号却需要覆盖8万公里以上，这要换成我们的手机，恐怕很难做到。
嫦娥六号的任务，不仅要能实现通讯，还要保证通讯质量和通讯带宽，几万公里的距离，实现起来非常困难。要知道，美国的星链卫星距离地球表面只有几百公里，我们都需要先进的相控阵卫星锅才能高质量通讯，如果改到几万公里，恐怕网速就会变成乌龟爬了吧。为了提高通讯质量，提高通讯带宽，最好的办法就是选择一条距离更近的轨道。显然鹊桥二号就选择了一条更近的轨道，最近距离只有300公里。
但是必须说明一下，虽然鹊桥二号距离月球的最近距离只有300公里，并不是说鹊桥二号和嫦娥六号的通讯距离只有300公里。其实距离300公里的时候，卫星刚好运行到月球北极附近，并不会跟南极附近的嫦娥六号通讯，因为它会被月球本身给挡住。鹊桥二号运行的是一个椭圆形轨道，最近距离是300公里，最远距离是几千公里，跟嫦娥六号通讯的时段恰好是距离月球比较远的时候，而不是比较近的时候。因为比较远的时候，才能长时间跟月球某个点通讯，比较近的时候，瞬间就跑过去了，根本说不了两句话。当然，哪怕是比较远的几千公里，跟几万公里比起来也近了很多，通讯质量和通讯带宽都可以大幅度提高。
根据嫦娥六号的工作特点，并不是时刻都需要高质量通讯，只要保障需要高质量通讯的时候，鹊桥二号能在岗工作就行了，其他时段完全可以用鹊桥一号来进行通讯，一号二号可以高效互补。既能保障实时通讯，又能保障关键时刻高质量通讯，非常完美。那单独拿出来，这两条轨道哪个更好呢？
鹊桥二号是鹊桥一号的升级版，但鹊桥二号的轨道却不能保证它全时段通讯。鹊桥一号的轨道能保证它全时段通讯，但通讯质量会有所下降。那不考虑两个卫星的差异，单说两条轨道，哪个轨道更好呢？
其实，在设计月球中继卫星的时候，两条轨道都是比较优秀的选择。这两个轨道都比较稳定，而且都能保障航天器在月球南极背面长时间可见。所不同的是，鹊桥二号的轨道是围绕月球的细长椭圆轨道，而鹊桥一号的轨道并不是围绕月球旋转，而是在远离月球的一个地方围绕一个看不见的重力平衡点旋转。
围绕月球旋转的椭圆轨道，距离月球更近，通讯质量更好。但对于月球南极的测控点来说，并不能做到永远都能见到这条轨道上的一个卫星。在这条轨道上的卫星时不时就会被月球自己给挡住，要么无法对南极探测器通讯，要么无法对地球通讯。反正要想做到不间断通讯，在这条轨道上运行的鹊桥二号是不太靠谱的。而鹊桥一号因为远离月球，被月球挡住的机会并不大，反而能不间断的对月球南极通讯。
但是，优势总是相对的，不是绝对的。鹊桥一号，虽然可以做到对月球南极背面不间断通讯，但却做不到对月球正面通讯，因为月球正面永远背对鹊桥一号所在的轨道。将来的嫦娥七号和嫦娥八号大概率是要降落在月球南极正面的，鹊桥二号不仅可以对月球背面的嫦娥六号、嫦娥四号通讯，也可以对月球正面的探测器通讯。
有朋友可能会说月球正面直接对地球通讯不就可以了吗，还用得着中继卫星吗？其实也需要，随着中国月球探测器越来越复杂，探测任务越来越繁重，产生的数据量越来越大，需要更高的通讯带宽才能把数据及时传输给地球。地球和月球之间的距离有38万公里，那可比月球到鹊桥一号的距离远多了，通讯质量更会打折扣。必须说，虽然卫星上的天线可以做到很大，但着陆器上的天线却不会很大，原因相信大家也能想到。38万公里的距离，从地球上发射信号到月球不难，但从月球往地球高质量传输信号就比较难了。最好的办法是也加一个中继卫星，加强通讯带宽和通讯质量。鹊桥二号后面的任务就是需要保障嫦娥七号和嫦娥八号的通讯，这是鹊桥一号做不到的。
分析完这些，大家觉得鹊桥二号选择一个不能全天候通讯的轨道是一个错误的选择吗？
当然，有朋友可能会说如果鹊桥一号完全失联了，鹊桥二号怎样保障全天候通讯呢？有两个方法，一个方法是把鹊桥二号转移到鹊桥一号的轨道上，完全替换鹊桥一号。第二个办法，就是再发射一个鹊桥三号，让鹊桥三号也到鹊桥二号的轨道上去，只是他们两个对称运行。这样虽然它们两个还是会被月球给挡住，但相互之间可以互补，能确保绝大多数时间，至少有一个卫星不被挡住，能正常通讯。
好了，就说这么多，关于鹊桥二号的长远规划，以及鹊桥二号和它的两个小伙伴能实现导航、通讯和遥感功能，网上已经介绍很多了，这里就不多说了，大家如果感兴趣以后再讲。希望这次的介绍能让大家长见识，而不是重复听别人讲过的故事。
我是东城观星，关注我，定期给大家讲点高科技的知识。
