孙宝升，张俊丽

（北京空间信息中继传输技术研究中心，北京100094）

1 引言

月球是距离地球最近的自然天体，由于没有大气，它是天文观测的理想基地，更可作为深空探测的中继站[1]。20世纪六七十年代，美、苏两国在展开了月球探测活动的竞赛。近些年来，在全球范围内又掀起了新一轮的探月热潮。随着月球探测活动的不断深入，月球探测的范围逐步由“月球正面”向“月背”和“两极”发展；载人探月、建立有人长期居留的月球基地也被列为了许多国家和航天组织的探月计划。探月内容越来越丰富，探月活动越来越复杂，对测控通信系统的覆盖率、通信传输速率及导航能力的要求也越来越高。仅依靠地面上的深空探测站难以满足这些需求，而月球中继系统是满足这种需求的一条可行的技术途径。本文针对月球中继的任务需求，论证提出了满足不同要求的月球中继卫星轨道，并分析了相应的覆盖能力。

2 对月球中继卫星的任务需求

通过对世界各国月球探测任务（包括无人和载人）分析，月球中继卫星（Lunar Relay Satellite，LRS）的任务需求主要有以下几个方面：

（1）高覆盖率

由于月球的运动特性，地面无法实现对月球背面和南极地区的全面测控覆盖，因此，需要月球中继卫星能够为在月球背面和南极的月球探测器提供高性能、连续的通信和导航定位支持。而对于有人月球探测，其可靠性要求更高，除了在交会对接、轨道机动等关键弧段实现100%的测控覆盖，并要求中继卫星具备全月面覆盖的能力，为着陆器的下降着陆过程和上升返回过程提供实时状态监视，为航天员提供通信和定位支持。……