[圖文]嫦娥二號將於年內奔月五大系統基本就緒
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9日,國家國防科技工業局對外透露,目前我國探月工程二期「嫦娥二號」任務進展順利,包括嫦娥二號衛星、長征三號丙運載火箭等在內的五大系統準備工作基本就緒,正在做發射前的測試準備,計畫於今年年底前實施飛行試驗任務。
實施落月任務的先導星,為「嫦娥三號」落月做準備
「『嫦娥二號』任務的目的,是為『嫦娥三號』落月做準備,驗證月球軟著陸的部分關鍵技術,以降低風險、積累經驗,因此任務比較艱巨。」探月工程總設計師吳偉仁說。
吳偉仁介紹,相比「嫦娥一號」,「嫦娥二號」的任務增加了很多新技術,對探月工程起到承上啟下的關鍵作用,對整個工程甚至航天事業的發展都具有十分重要的意義。由於在許多關鍵技術方面都要進行原始創新,任務更加艱巨,風險性更大,工程各系統和全體參研人員目前正按照「高標準、高質量、高效率」的要求開展工作,力爭圓滿完成任務。
其中,嫦娥二號衛星是我國探月工程二期實施落月任務的先導星,是「開路先鋒」。它原本是「嫦娥一號」任務的備份星,考慮到二期工程需要攻克的關鍵技術多、技術跨度和實施難度大,最後被改造為探月工程二期的先導星——嫦娥二號衛星。
將降落到距月球僅15公里處的軌道
吳偉仁說,「嫦娥二號」任務也即先導作用主要體現在四方面:先行體驗奔月過程、在距離月球100公里的軌道工作、降落到距月球只有15公里處的軌道、對未來「嫦娥三號」月球著陸點探測地形地貌。
吳偉仁介紹說,與「嫦娥一號」任務相比,「嫦娥二號」將實現六個方面的技術創新與突破:突破運載火箭直接將衛星發射至地月轉移軌道的發射技術;試驗X頻段深空測控技術,初步驗證深空測控體制;驗證100公里月球軌道捕獲技術;驗證100公里乘15公里軌道機動與快速測定軌技術;試驗全新的著陸相機,以及驗證大幅提高的數據傳輸能力;對「嫦娥三號」預選著陸區進行高分辨率成像試驗。
「能否被捕獲很重要,如果測控精度達不到,衛星有可能撞到月球或者丟失。」吳偉仁說,「在降落到近月點時,由於衛星是在月球背面,我們的測控夠不著,只能靠衛星自主變軌。」
在嫦娥二號衛星執行任務過程中,主要有三點風險。吳偉仁介紹說,「一是發射時火箭能否將衛星精確送入奔月軌道;二是衛星到達月球時能否被月球順利捕獲;三是能否順利降到距月球15公里的軌道上。」
5天內即可到達月球
「歸納起來,我們也可以用『快、近、精、多』四大特點來形容『嫦娥二號』任務。」吳偉仁說。
「快」是指到達時間縮短。相比嫦娥一號衛星先發射到地球附近的過渡軌道,再經過自身多次調整進入奔月軌道,嫦娥二號衛星將由運載火箭直接送入近地點200公里、遠地點約38萬公里的奔月軌道,這樣效率更高。
嫦娥一號衛星用了近14天時間進入工作軌道,嫦娥二號衛星5天內到達月球,7天內就可進入工作軌道。由此,「嫦娥二號」任務對運載火箭推力要求更大,入軌精度和控制精度要求更高。
「近」是衛星的環月軌道從原來的200公里降低到100公里,最近點只有15公里,將在更近距離來觀察月球。相比嫦娥一號衛星在距月面200公里處被月球捕獲,嫦娥二號衛星將在距月面100公里處進行制動,飛行速度更快、軌道更低、制動量更大。同時月球不均勻重力場對衛星軌道的攝動影響也相應增大,因此大大提高了對衛星制動控制精度的要求。
同時,嫦娥二號衛星也要測試將飛行軌道由100公里圓軌道調整為遠月點100公里、近月點15公里的橢圓軌道的能力。
「精」是指測量精度提高,100公里軌道時相機分辨率是10米,15公里軌道時達到1.5米,分辨率大大提高。
嫦娥二號衛星將對嫦娥三號衛星預選著陸區進行高分辨率成像試驗,此前嫦娥一號衛星搭載的CCD相機分辨率為120米。而嫦娥二號衛星在100公里圓軌道和100公里乘15公里軌道的近月點處,將分別對嫦娥三號衛星的預選著陸區進行優於10米和1.5米分辨率的成像試驗。
「多」是指實驗多,要進行深空探測、降落相機試驗等項目。嫦娥二號衛星任務飛行測控將首次驗證我國新建的X頻段深空測控體制。相比「嫦娥一號」任務中使用的S頻段衛星測控網,X頻段無線電傳輸信號頻率更高,遠距離測控通信效果更好,是深空探測的重要手段。此外還將試驗全新的著陸相機,驗證大幅提高的數據傳輸能力。
嫦娥二號衛星增加配置了降落相機,以檢驗對月成像能力,它具有伴隨衛星降落時成像功能,為嫦娥三號衛星月面軟著陸做準備。數據傳輸速率也由嫦娥一號衛星的3兆/秒翻倍為6兆/秒,還將進行12兆/秒的傳播速率試驗。
吳偉仁說,嫦娥二號衛星設計壽命半年,但只要一切按計畫進行,節省出的燃料能夠讓嫦娥二號衛星「伴月」的時間更長。