? 晴空一鶴排云上,便引詩(shī)情入碧霄。如果說(shuō)嫦娥一號(hào)是在 200公里處遙望月球的話(huà),嫦娥二號(hào)則幾乎是面對(duì)面地端詳月球。這個(gè)被中國(guó)詩(shī)詞和傳說(shuō)賦予了浪漫色彩的星球,是中國(guó)人深空探測(cè)夢(mèng)想與實(shí)踐的起點(diǎn)。于是,2010年10月1日,我們?cè)僖淮螁⒊塘恕?br>
嫦娥二號(hào)任務(wù),是我國(guó)實(shí)施的第二次月球探測(cè),也是全世界第127次月球探測(cè)。作為我國(guó)探月工程二期工程技術(shù)的先導(dǎo)星,嫦娥二號(hào)衛(wèi)星擔(dān)負(fù)著探月一期工程和二期工程之間承上啟下的作用,此行肩負(fù)著完成探月六大工程目標(biāo)的重任。我們特將嫦娥二號(hào)任務(wù)實(shí)施過(guò)程中的五大關(guān)節(jié)點(diǎn),用模擬制圖的方式一一展現(xiàn)出來(lái)。
“三哥”助力“嫦娥”再次飛天
■時(shí)間點(diǎn):10月1日18時(shí)59分57秒
■扮演角色:乘客
■所處位置:發(fā)射軌道
■核心任務(wù):與長(zhǎng)三丙運(yùn)載火箭緊密配合安全離“家”
將嫦娥一號(hào)衛(wèi)星送上太空的是長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭,而本次發(fā)射將使用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭。
中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)部高級(jí)工程師李聃說(shuō),長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭包括長(zhǎng)征三號(hào)甲、長(zhǎng)征三號(hào)乙和長(zhǎng)征三號(hào)丙三種構(gòu)型 。長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭的電氣系統(tǒng)的單機(jī)、發(fā)電機(jī)等基本可以通用,差別在于長(zhǎng)三乙是在長(zhǎng)三甲的基礎(chǔ)上捆綁了4個(gè)助推器,而長(zhǎng)三丙是在長(zhǎng)三甲的基礎(chǔ)上捆綁了2個(gè)助推器。
從運(yùn)載能力上看,長(zhǎng)三甲火箭的標(biāo)準(zhǔn)地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力是2600公斤,長(zhǎng)三乙是我國(guó)目前最大的高軌道運(yùn)載火箭,它的運(yùn)載能力達(dá)到了5500公斤,長(zhǎng)三丙的運(yùn)載能力為3800公斤。
據(jù)介紹 ,因?yàn)殒隙鸲?hào)的起飛重量是2480公斤,不必使用長(zhǎng)三乙;但嫦娥二號(hào)要直接進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道 ,而長(zhǎng)三甲的運(yùn)載能力不足以把衛(wèi)星送入地月轉(zhuǎn)移軌道,所以最后選擇使用長(zhǎng)三丙。
7天內(nèi)開(kāi)足馬力走捷徑直奔“婆家”
■時(shí)間點(diǎn):10月1日19時(shí)55分許
■扮演角色:急行軍
■所處位置:漫長(zhǎng)的地月轉(zhuǎn)移軌道
■核心任務(wù):盡快到達(dá)月球,節(jié)省燃料,為后面工作擠出時(shí)間
火箭發(fā)射后的146.6秒、257.9秒和332.4秒將分別進(jìn)行二級(jí)分離、拋整流罩和三級(jí)分離,在發(fā)射后的1533秒進(jìn)行星箭分離后,衛(wèi)星將進(jìn)入近地點(diǎn)高度200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約38萬(wàn)公里的地月轉(zhuǎn)移軌道直接奔月,而不是像嫦娥一號(hào)那樣在環(huán)繞地球的調(diào)相過(guò)度軌道飛行7天后再進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道開(kāi)始奔月。嫦娥二號(hào)直接奔月只需要7天,這是一大創(chuàng)新。
打個(gè)比方,嫦娥一號(hào)是我們的大姑娘,大姑娘遠(yuǎn)嫁月球,先圍著“娘家”繞了3圈,走了14天才到月球;嫦娥二號(hào)是二姑娘,也要遠(yuǎn)嫁月球,我們希望她能夠走捷徑,直接進(jìn)入38萬(wàn)公里的奔月軌道?!边@樣既可以節(jié)省火箭推進(jìn)劑,也可以為衛(wèi)星探測(cè)和試驗(yàn)留出更多時(shí)間。
深空中踩好“急剎車(chē)”才能準(zhǔn)確被月球捕獲
■時(shí)間點(diǎn):發(fā)射122小時(shí)后
■扮演角色:司機(jī)
■所處位置:進(jìn)入近月點(diǎn)100公里極月圓軌道
■核心任務(wù):控制好“腳力”,既不能踩猛了,也不能踩輕了
當(dāng)星箭分離后衛(wèi)星將進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí),其速度將超過(guò)第一宇宙速度,達(dá)到約11公里每秒。此后,嫦娥二號(hào)衛(wèi)星將經(jīng)歷太陽(yáng)翼展開(kāi) 、修正軌道、空間環(huán)境探測(cè)、巡航、X頻段測(cè)試實(shí)驗(yàn)、紫外導(dǎo)航試驗(yàn)等步驟,這個(gè)過(guò)程將歷時(shí)約112小時(shí),與嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的114小時(shí)大致相當(dāng)。
當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)月球附近的特定位置時(shí),衛(wèi)星就必須“急剎車(chē)”,也就是近月制動(dòng),以確保衛(wèi)星既能被月球準(zhǔn)確捕獲,也不會(huì)撞上月球,并由此進(jìn)入近月點(diǎn)100公里、周期12小時(shí)的橢圓軌道。再經(jīng)過(guò)兩次軌道調(diào)整,進(jìn)入100公里的極月圓軌道。
據(jù)了解,相比嫦娥一號(hào)在距月面200公里處被月球捕獲,嫦娥二號(hào)將在距月面100公里處進(jìn)行制動(dòng),飛行速度更快,軌道更低,制動(dòng)量更大,同時(shí)月球不均勻重力場(chǎng)對(duì)衛(wèi)星軌道的攝動(dòng)影響也相應(yīng)增大,這大大提高了對(duì)衛(wèi)星制動(dòng)控制精度的要求。
高空蹦極85公里睜大眼看清“虹灣”
■時(shí)間點(diǎn):三次近月制動(dòng)之后
■扮演角色:傘兵
■所處位置:15公里近月點(diǎn)
■核心任務(wù):拍攝虹灣預(yù)選著陸區(qū)圖像,為著陸任務(wù)做準(zhǔn)備
當(dāng)嫦娥二號(hào)衛(wèi)星進(jìn)入100公里的極月圓軌道之后,衛(wèi)星將擇機(jī)變軌,進(jìn)入100公里×15公里橢圓軌道與月球“親密接觸”——用CCD立體相機(jī)在 15公里近月點(diǎn)拍攝分辨率優(yōu)于1.5米的虹灣預(yù)選著陸區(qū)圖像,并驗(yàn)證軌道機(jī)動(dòng)與快速測(cè)定軌等相關(guān)技術(shù),為后續(xù)著陸任務(wù)做準(zhǔn)備。據(jù)介紹,月球上的高山和溝谷與地球大體相似,按月平面計(jì)算的話(huà),有10公里左右的高山,也有10公里左右的溝谷,這對(duì)我們的衛(wèi)星控制技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的要求更高了,因?yàn)榕缓镁涂赡茏驳皆虑蛏先ァ?br>
進(jìn)行15公里降軌,對(duì)將來(lái)嫦娥三號(hào)的著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像,是一個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)。因?yàn)槲覈?guó)選擇的著陸區(qū)在月球的正面,所以降軌的時(shí)候必須在月球的背面。背面地面測(cè)控夠不著,在這種情況下,完全靠衛(wèi)星自主控制,所以這里面是有難度的。
除了這些風(fēng)險(xiǎn),嫦娥二號(hào)地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師李春來(lái)認(rèn)為 ,熱控也是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。嫦娥二號(hào)圓軌道是100公里,比嫦娥一號(hào)低100公里。軌道越低,月亮反射的能量越高,衛(wèi)星里面的溫度就越高。如果熱控沒(méi)做好,溫度一超過(guò)45℃,儀器就會(huì)關(guān)機(jī)。
滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)半年拍照是主要工作
■時(shí)間點(diǎn):降軌一至兩天后
■扮演角色:攝影師
■所處位置:主要在100公里環(huán)月軌道
■核心任務(wù):獲得月表高程數(shù)據(jù),為后續(xù)著陸區(qū)優(yōu)選提供依據(jù)
衛(wèi)星在100公里×15公里軌道運(yùn)行1~2天后,將返回100公里環(huán)月軌道,全部載荷將開(kāi)機(jī),繼續(xù)開(kāi)展為期約半年的技術(shù)試驗(yàn)和科學(xué)探測(cè)。
嫦娥二號(hào)衛(wèi)星將利用CCD立體相機(jī)和改進(jìn)的激光高度計(jì)進(jìn)行月面地形地貌探測(cè),獲得分辨率優(yōu)于10米的月表圖像和更精細(xì)的月表高程數(shù)據(jù),為后續(xù)著陸區(qū)優(yōu)選提供依據(jù),同時(shí)為劃分月球表面的地貌單元精細(xì)結(jié)構(gòu)、斷裂和環(huán)形構(gòu)造提供原始資料。 (來(lái)源:半島網(wǎng)-半島都市報(bào)) [編輯: 郭新舉]
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