2010年10月1日,嫦娥二号卫星顺利发射升空。围绕本次发射任务的各大系统、各个环节,记者采访了探月工程二期的相关负责人,详细了解嫦娥二号卫星发射前后的各项工作。
关键技术创新———
凸显“近”“快”“精”“多”
与嫦娥一号卫星相比,嫦娥二号卫星在地月转移轨道发射技术、环月飞行轨道控制技术、深空测控通信技术等方面进行了创新与突破,呈现出“近”、“快”、“精”、“多”的显著特点。
“近”就是整个环月轨道发生了变化。嫦娥二号卫星是100公里,比嫦娥一号卫星近了100公里。此外,嫦娥二号卫星还要进行15公里降轨,更近更精细地观察月球。“快”就是抵达月球的时间缩短。嫦娥一号卫星到达月球需要12天,而嫦娥二号卫星仅需要5天,112个小时就可以达到月球了。“精”就是测量的精度高了。因为此次嫦娥二号卫星搭载的CCD相机对月成像在100公里的时候优于10米,在15公里的时候达到了1.5米,数据接收的码速率从3 兆提高到6兆至12兆,激光高度计测距的频率提到5赫兹。这比嫦娥一号卫星在200公里时所拍摄的月面图像,精度有大幅度的提高。再就是“多”,是指试验项目多、试验内容多。嫦娥二号卫星在运行期间将利用多种高科技设备,探测月球物质成分,探测月壤特性,探测地月与近月空间环境,为后续探月工程提供科学的数据。
另外,据“嫦娥二号”任务测控系统总设计师钱卫平介绍,嫦娥二号卫星在执行探月任务中首次采用了X频段的测控。X频段的传输速率更高,测定的精度也更高,如果在“嫦娥二号”执行任务中试验成功,在“嫦娥三号”任务、“嫦娥四号”任务,包括以后的火星探测、金星探测中都将使用X频段进行测控。
五大系统———
确保“嫦娥”成功奔月
整个“嫦娥二号”任务由卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统和地面应用系统5大系统组成。这5大系统各司其职,各负其责,最终实现嫦娥二号卫星的工程任务目标和科学任务目标。“航天发射是高风险事业,‘颗颗螺钉连着航天事业,小小按钮维系民族尊严’,任何一个小小的失误都可能对发射任务造成巨大影响。”西昌卫星发射中心党委书记孙保卫说。
在卫星系统方面,嫦娥二号卫星将完成准确变轨、充分验证、有效探测和半年寿命4项任务目标。据中国航天科技集团公司空间技术研究院嫦娥二号卫星系统副总设计师饶伟介绍,“嫦娥二号”将直接进入地月转移轨道,随后演练嫦娥三号卫星软着陆前的15公里×100公里椭圆轨道。在完成为期半年探测任务后,如果有剩余燃料,将继续进行其他探测和试验。
此次发射嫦娥二号卫星采用的火箭是我国自主研发的长征三号丙型火箭。中国运载火箭技术研究院副院长郝照平介绍说,“嫦娥二号”直飞月球的方式对运载火箭的入轨精度和入轨速度提出了更高要求,执行此次任务的长征三号丙型火箭较之前搭载“嫦娥一号”上天的长征三号甲型火箭增加了两个助推器。
据西昌卫星发射中心副主任赵民介绍,继“嫦娥一号”实现“零窗口”发射之后,嫦娥二号卫星也瞄准了“零窗口”发射的目标。“零窗口”发射是指在一定长度的发射窗口时间内,紧贴窗口上沿即最优时间实施发射。如果发射窗口为18时至18时35分,“零窗口”就是指18时整。据介绍,与一些窗口时段长达两个小时的地球同步卫星相比,“嫦娥二号”的发射窗口仅约为35分钟。嫦娥二号卫星携带燃料为1305.2公斤,实现了“零窗口”发射,将节约燃料180公斤,为“嫦娥二号”继续执行探测任务提供了燃料保障。
测控系统在卫星发射之后承担着跟踪测量发布指令等任务,具体到本次发射任务则要求达到跟踪完整、测量准确、指令无误的任务目标。除了陆上测控中心,承担卫星海上测控任务的3艘远望号卫星测量船已经全部到达预定海域,一切准备工作都已部署妥当。
地面应用系统承担着数据分析处理,图像组合拼接等后续任务。探月二期工程地面应用系统总指挥刘晓群介绍说,嫦娥二号卫星的寿命是半年,将不拍摄全月图,但是有了上次的经验,加上这次卫星拍摄月球距离更近、分辨率更高,嫦娥二号卫星传回的月球照片会更漂亮、更完美。
三大看点———
折射探月工程技术进步
探月工程副总设计师于登云介绍说,在可能情况下,工程师已经安排了一些实施过程的监控,这个监控过程不是数字的,而是图像的,这个效果应该比“嫦娥一号”要好。例如发动机点火、帆板展开、天线展开,同时在奔月过程中,根据卫星的飞行情况,将尽可能对空间进行成像,例如在飞行过程中把地球照下来,或者把月球照一下,在不影响主任务的情况下,给观众和读者提供一些图像、图片。
据介绍,“嫦娥二号”任务共有3大看点。第一是卫星的“零窗口”发射,直飞月球。第二是3次近月制动,通俗点说就是让卫星“刹车”,降低速度,而后演练嫦娥三号卫星软着陆前的15公里×100公里椭圆轨道。第三是拍摄到高分辨率的月面图像。如果说嫦娥一号卫星拍摄的月面图相当于我们用黑白电视机看电视节目的话,那么嫦娥二号卫星拍摄的月面图则相当于用高清电视机看电视节目的效果。