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嫦娥三號已蓄勢待發。昨天上午,執行發射任務的火箭開始常規推進劑加注,發射進入倒計時。經嫦娥三號任務發射場區指揮部研究決定,嫦娥三號探測器於明天凌晨1時30分發射,將攜帶“玉兔號”月球車奔月。屆時國防科工局網站、國家航天局網站將進行網上圖文直播。
中國探月工程新聞發言人裴照宇透露,嫦娥三號將在月球的上午時分落月。
我們希望在月球的上午落月,這樣第一個月晝可以有更多時間來工作。——中國探月工程新聞發言人裴照宇
□發射
首次采用多窗口窄寬度
為讓嫦娥三號完美登月,此次發射將采用多窗口、窄寬度和高精度入軌發射,這在中國航天發射史上是第一次。
嫦娥一號、二號的發射窗口當天一次,寬度為35分鍾,嫦娥三號則選擇了六個發射窗口,連續三天、每天兩個、每個都很窄。
“第一發射窗口寬度為4分鍾,如第一發射窗口未實施,則進入第二發射窗口,第二發射窗口寬度為1分鍾。”運載火箭系統總設計師姜傑介紹。
姜傑介紹,多窗口、窄寬度的發射很難,對軌道設計等方面要求非常高,六個窗口需要六條軌道,入軌參數和整個飛行軌道都完全不同,且窄窗口或零窗口發射時間的間隔非常短,需快速裝訂不同的彈道參數。
爭取實現“零窗口”發射
嫦娥三號還將力爭實現“零窗口”發射。“零窗口”是發射的最優時間,要求緊貼發射窗口上沿,分秒不差地實施發射,讓探測器無需中途修正就能進入預定軌道,節省燃料。探月工程發射場系統副指揮長趙明介紹,“零窗口”發射要通過采用定時控制火箭點火的辦法實現。
探月衛星的發射窗口受很多因素影響,包括地日月運動規律、太陽對飛行過程中能源采集的影響、測控覆蓋能力、發射場區天氣狀況、火箭運載能力的限制、衛星能力的限制等。
與嫦娥二號一樣,嫦娥三號將直接發射至近地點高度200公裡、遠地點高度約38萬公裡的地月轉移軌道,但入軌精度將比嫦娥二號提高許多。
□觀摩
首邀兩百學生前往現場
昨天早晨6點,天還沒亮,北京實驗二小的25名五年級學生在北京首都國際機場興奮地等待啟程。他們即將飛往成都,再坐大巴前往西昌衛星發射中心,現場觀摩嫦娥三號發射。
“我們每個人都領了自己的課題,我的課題是火箭發射過程中與地面的通訊,還有一個課題是發射窗口的選擇。”戴著一副眼鏡的張斯柘,專業術語信手拈來。
張斯柘平時就對科技感興趣,這次主動報名參加,被老師選中。“窗口是以前看科普節目時就已經知道了,我們還發了一本科學手冊,做過一些預習”,張斯柘說,會結合現場觀察、上網查資料等,寫下感受。
中科院中科科技培訓中心主任丁琛介紹,全國將有兩百名中小學生赴西昌現場觀摩嫦娥三號發射,這也是探月工程首次邀請這麼多學生近距離體驗發射。
“距離發射塔架1.4公裡,屬於最近的觀測點”,丁琛介紹,這批孩子中最小的年僅9歲,上小學三年級,最大的17歲,讀高二,150名學生來自北京,其餘來自上海、浙江、山東、天津等地。
□釋疑
1
為什麼定在凌晨發射?
計劃在月球的上午落月
公布發射時間,意味著嫦娥三號發射進入倒計時階段。嫦娥一號和二號的發射時間均在傍晚時分,嫦娥三號為什麼定在凌晨?
中國探月工程新聞發言人裴照宇介紹,發射時間的選擇有很多自然條件的限制,比如日地月的運動關系,還有很多工程條件,比如運載火箭的能力,探測器可攜帶的燃料總量等,都會影響發射窗口的選擇和飛行軌道的設計。
除考慮太陽、月球、地球三者運動關系外,確定發射時間時還要考慮整個任務的安排,以便嫦娥三號在進入環月軌道後能順利找到並降落在預選的著陸區虹灣地區,落月的時間也是確定發射窗口的重要因素。
“我們希望在月球的上午落月,這樣第一個月晝可以有更多時間來工作”,裴照宇解釋說,這就等於落月的地點和時刻限定了,反推過來環月的飛行過程、火箭發射的時刻和軌道也就限定了。
2
為什麼在西昌發射?
可縮短地面到軌道距離
在建的海南發射場除外,當前中國共有酒泉、太原、西昌三個衛星發射場,為什麼嫦娥三號要選在西昌發射?
“與其它兩個發射場相比,西昌衛星發射中心更適合發射月球探測衛星”,西昌衛星發射中心黨委書記孫保衛介紹,嫦娥三號要直接送至地月轉移軌道,對火箭推力及姿態控制提出更高要求,需要大推力火箭纔能實現。
這次發射嫦娥三號的是長征三號乙運載火箭,運載能力強、發射成功率高,在目前中國3個航天發射場中,只有西昌衛星發射中心具備發射這種大推力火箭的能力。
地理條件也是決定火箭發射的重要因素。孫保衛說,西昌緯度低、海拔高、發射傾角好,可縮短地面到衛星軌道的距離,節省火箭昇空所需的燃料,並增加火箭的有效載荷。
“西昌地形為峽谷帶,地質結構堅實,也有利於發射場的總體布局”,孫保衛介紹,此外西昌還具備便利的交通,既有成昆鐵路經過,又有可起降各種大型飛機的機場。
3
為什麼用長三乙運載?
為嫦娥量身打造“座椅”
嫦娥三號發射在即,長三乙運載火箭將迎來第25次出征。作為嫦娥三號“座駕”,這枚火箭直徑超3米,高56.4米,相當於20多層樓。
因嫦娥三號比嫦娥二號重1300公斤,所以與發射嫦娥二號的長三丙火箭相比,長三乙多了兩個助推器,足以攜帶嫦娥三號擺脫地球引力奔向月球。與嫦娥二號任務相比,嫦娥三號的入軌精度要求提高了3倍多。
嫦娥三號火箭系統總指揮岑拯表示,為確保嫦娥三號“完美落月”,科研人員對火箭開展了6大專項技術攻關,包括多窗口發射技術,還用新型支架為嫦娥三號量身打造“座椅”。
-4項具體任務
◎發射嫦娥三號探測器,實現月球軟著陸,驗證月球軟著陸自動控制技術。
◎實現巡視器釋放分離與轉移,進行月面行走,驗證月面巡視和遙操作技術。
◎著陸器與巡視器進行月夜休眠和月晝喚醒,驗證航天器月夜生存技術。
◎考核嫦娥三號探測器、長征三號運載火箭的功能與性能,以及發射場、測控、地面應用系統執行任務的能力。