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作為中國探月工程二期的先導星,嫦娥二號將飛向月球,執行二期工程部分關鍵技術試驗和繼續月球科學探測研究的任務。
與三年前的嫦娥一號飛行相比,這次任務有什麼不同?組成工程的各系統發生了什麼樣的變化?來自探月工程五大系統的負責人對此作出全方位解讀。
衛星『探路先鋒』親近月球
如果說嫦娥一號是為中國人開啟通往月球之路的鑰匙,那麼嫦娥二號就是實現最終目標的又一『探路先鋒』。嫦娥二號衛星總設計師黃江川介紹,僅從工程角度而言,這顆衛星的主要任務是驗證距月面100公裡近月制動的月球軌道捕獲技術、驗證100公裡×15公裡軌道機動與飛行技術等6項關鍵技術。
沿著科學家們設計的奔月『快速路』,嫦娥二號不再像嫦娥一號那樣在環繞地球的橢圓軌道上『逗留』數天,而是直接從地月轉移軌道飛向月球,奔月時間從12天縮短為5天。黃江川說,除此之外,這顆衛星環月飛行的高度由嫦娥一號的200公裡變為100公裡,距月球更近。在軌工作期間,它還將降軌至15公裡高度,對嫦娥三號備選著陸區進行拍攝。
火箭新『搭檔』瞄准『移動靶』
之所以改用長征三號丙火箭作為嫦娥二號衛星的運載工具,是為了實現工程的第一項目標:突破火箭直接將衛星發射至地月轉移軌道的發射技術。縮短衛星的奔月路程和時間,看上去是多『送』了衛星一程,其實是以更大的推力給了衛星更高的初始速度。
火箭系統總指揮岑拯說,軌道的特殊性要求更嚴格的發射窗口。通訊衛星幾乎每天都有發射機會,嫦娥二號一年中卻只有幾天能夠發射,因此,確保准時發射對於火箭至關重要。
『這是我們第一次執行到地月轉移軌道的發射任務。如果說以往的發射是打固定靶,這次就是打移動靶。』岑拯說。
發射場『零窗口』一如既往
發射場是嫦娥衛星飛天的港灣,也是火箭、衛星的『體檢中心』和『加油站』。
與嫦娥一號一樣,嫦娥二號發射瞄准的是『零窗口』。發射場系統總指揮李尚福說,在35分鍾的窗口時間內,『零窗口』發射能比按照窗口後沿發射節省180公斤衛星燃料。對於所攜燃料僅1300多公斤的嫦娥二號衛星來說,這一點彌足珍貴。
測控讓『風箏』飛得更遠
精確測軌和准確的軌道控制,是嫦娥二號測控的最大難點。增加一艘遠洋測量船、優化軌道控制策略、研制S/X頻段統一測控系統、改造青島站和喀什站……測控系統的種種改進,都是圍繞這一點。同時,測控系統預設了衛星入軌異常、變軌未能實施或滯後實施、發動機故障等共106種預案故障模式,制定了153種故障處理對策。
更令人矚目的是嫦娥二號肩負的一項重要任務——驗證對嫦娥三號至關重要的X頻段測控技術。
『X頻段具有頻率高、傳輸帶寬寬等特點,是未來深空探測的主用頻段。』測控系統總設計師錢衛平介紹說,在嫦娥二號衛星上搭載X頻段應答機,與中國X頻段地面測控設備配合驗證X頻段測控體制,將為嫦娥三號任務積累測控經驗,為未來更遠的深空探測奠定技術基礎。
『飛行器是風箏,測控通信系統是風箏線,我們地面控制人員就是放風箏的人。』錢衛平說。
地面應用給月球來個『特寫』
獲取月球表面三維影像、探測月球物質成分、探測月壤特性、探測地月與近月空間環境……嫦娥二號的科學探測任務,似乎與嫦娥一號並無明顯區別。但,探測的內容更多了,精度更高了。
地面應用系統總指揮劉曉群說,針對這個目標,置於嫦娥二號衛星平臺內的有效載荷發生了多處變化。嫦娥一號有效載荷8種,嫦娥二號則為7種。盡管嫦娥一號原有的乾涉成像光譜儀被取消,但嫦娥二號的激光高度計、X射線譜儀等進行了適應性改造。
嫦娥二號所攜CCD相機的分辨率有了量級性提高,從120米提高至優於10米。劉曉群說,嫦娥一號拍下了中國人的第一幅月球全圖,距月球更近的嫦娥二號必將獲取更為清晰的月圖,尤其是嫦娥三號預選著陸地區的高分辨率圖像。
劉曉群同時坦承,嫦娥一號月圖出現瑕疵不是有效載荷的問題,而是後期處理時由於時間過於緊張出現的拼接錯誤。『我們汲取教訓,再也不會出現這樣的失誤。』
新華社『新華視點』記者
(據新華社四川西昌10月1日電)
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