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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。
驗證
距月面100公裡近月制動的月球軌道捕獲技術
100公裡×15公裡軌道機動與飛行技術等6項技術
發射場
『零窗口』一如既往
發射嫦娥二號的是西昌衛星發射中心發射場的二號塔架。以其97.7米的高度和發射長三甲系列火箭的全覆蓋能力,這座建於1990年的發射架被稱為『亞洲第一塔』。距離二號塔直線距離150多米處,矗立著曾把嫦娥一號送上天的三號塔架。
【專家解讀】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。
衛星:『二姑娘』與月球更『親近』
中國空間技術研究院研制的衛星,加上中國科學院研制的有效載荷,共同組成了『嫦娥二號』衛星系統。這顆被航天人稱為『嫦娥二姑娘』的衛星跟嫦娥一號大小完全相同,與大多數地球同步軌道衛星和『神舟』飛船相比,則嬌小得多。
【專家解讀】如果說嫦娥一號是為中國人開啟通往月球之路的鑰匙,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。
沿著奔月『快速路』,嫦娥二號不再像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,直接奔月只需要7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。
火箭:新搭檔瞄准『移動靶』
長征三號丙就像『金牌火箭』長征三號甲的孿生兄弟,只是多出兩個助推器。這一結構上的變化,把火箭的運載能力從2.65噸提昇到了3.8噸。
作為嫦娥衛星的新『搭檔』,這枚火箭在嫦娥飛行中的『亮相』同樣短暫:天氣晴好的話,肉眼能看到發射後約146秒時的一二級分離;雲層如果過厚,火箭僅幾秒鍾就會『消失』在人們的視線裡。
【專家解讀】改用長征三號丙火箭作為運載工具,是為了實現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。
測控:讓『風箏』飛得更遠
北京航天飛行控制中心、西安衛星測控中心、遠赴大洋的海上測量船、建於南美測控站以及歐洲空間局所屬測控站……北京飛控中心指控大廳長12米、寬4米的巨幅顯示屏上,測控系統的各單元構成了一幅完整的畫面。
【專家解讀】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。
此外,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。 『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:專拍『特寫』
從開始奔月起,嫦娥二號獲得的探測數據就源源不斷傳輸到國家天文臺運控中心。它們結出的科學之果,會被這裡的科學家們毫無保留地捧到中國和世界的公眾面前。
【專家解讀】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。
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。地面應用系統總指揮劉曉群說,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。』
新華社四川西昌10月1日電
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