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嫦娥二号”三项拓展试验均成功完成

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嫦娥二号”三项拓展试验均成功完成

澳门皇冠800在线:科技日报 发布日期:2011-08-31 查看:
 

  “就‘嫦娥二号’任务本身而言,它不仅仅是圆满地完成任务,大家认为它是超额完成任务。”国防科工局探月与航天工程中心主任、探月工程副总指挥吴志坚说。

    25日23时27分,我国嫦娥二号卫星受控准确进入距离地球约150万公里的日地拉格朗日L2点(以下简称L2点)环绕轨道。至此,该卫星的三项拓展试验均成功完成,中国也成为继欧空局和美国之后,世界上第三个造访拉格朗L2点的国家和组织。

    此间,吴志坚透露了嫦娥二号卫星“超额工作”的故事。

    从“替补”变为“先锋”

    嫦娥二号卫星本是探月工程一期的备份星,“嫦娥一号”任务成功之后,经过技术改造,“嫦娥二号”成为探月工程二期的技术先导星,主要任务是深化月球探测的成果,同时验证未来“嫦娥三号”将要实现的月球软着陆技术,降低软着陆的风险。

    “‘嫦娥二号’去年10月1号在西昌卫星发射中心发射,设计寿命是半年。其实从发射上天开始,它最终的‘归宿’就成为热点话题。”吴志坚说,“11月起,工程总体、两总系统以及专家,对卫星寿命期满后的状态、燃料情况以及系统的运行情况等已经有了初步的估计。对它寿命期满后如何使用,怎么继续进行科学试验,国防科工局已经组织专家开始深入论证。”

    论证以三个原则为前提:一是要有新意;二是后续的试验要有科学价值和技术价值;三是要能够实现。吴志坚先容说,在论证的过程中,专家主要提出了五种方案。

    “其一,像‘嫦娥一号’一样,受控撞月,国际上通行的做法也是这么做的,但是显然没有新意。”他说。

    有专家提出,让卫星在月球轨道上继续环月飞行。但这项方案没有多少新任务,也与原则不符。

    第三种方案是从月球飞往地球,这也是探月三期工程的主要任务。但是返回过程中,卫星需要经历大气层的载入。通过计算,剩余燃料只能支撑它飞回近地,不能模拟大气层载入,从而相关的气动热数据也无法获取。

    “还有专家表示,让它离开月球往外飞,探测小行星,但这个方案目标比较单一。最后,专家选择了飞往拉格朗日L2点。”吴志坚说。

    今年3月,探月工程重大专项第八次领导小组会议在国家国防科工局举行。这次会议最终决定,让嫦娥二号卫星开展三项拓展试验。包括在已获取99.9%月球图像的基础上,补全月球南北两极漏拍点,以期获得世界最全的高分辨率月球图;用主发动机降轨至15公里,再次对“嫦娥三号”预选着陆区虹湾地区进行高清晰成像,以验证在月球背面卫星不可监测的条件下,导航控制与推进系统协同能力;择机离开月球,飞往L2点长期驻留,进行科学探测。

    多方因素制约拓展试验

    方案出台后,在实施过程中遇到了不少难题。首先是受到自然环境、燃料、时间、测控等条件的制约。

    “首先要考虑到,任务的过程中自然条件是否具备。”吴志坚说,比如6月16日要发生月蚀,“嫦娥二号”必须在此之前完成前两项试验并离开月球,否则将面临生存危险。

    然后便涉及到时间条件的制约。吴志坚说,4月1日卫星寿命期满时,正处于侧飞状态,无法拍摄到两极图片,必须调整到正飞状态,这要到4月24日才能完成。接下来,要补全月球两极图,需经历27天的月球自转周期。这样,首项试验就要持续到5月20日完成。

    在虹湾降轨试验中也存在卫星位置和时间冲突的问题。吴志坚表示,该试验中,“嫦娥二号”要降到距月面15公里的高度拍摄,但3天后又要再“拉”起来,否则有可能撞到山上。假如这项任务推迟到下一周期,就会遇到月蚀了。

    于是专家论证决定,少下虹湾一天,保证前两项任务完成,让卫星在月蚀到来之前飞离月球。

    4月24日至5月20日,“嫦娥二号”成功完成对月球两极拍图,实现了高分辨率月图的完整覆盖;5月21日至23日,卫星成功实施降轨,对虹湾区域进行高清晰成像,又获得了幅宽6公里左右的16轨图像,对进一步了解虹湾区域的地形地貌,为“嫦娥三号”着陆区域的选择提供更多信息。同时验证了在月球背面不可视情况下的大推力自主轨道机动技术,为“嫦娥三号”月面软着陆进行技术验证。

    “这两项试验的成功实施,为卫星飞往L2点探测创造了有利条件。”吴志坚说。

    6月9日,嫦娥二号卫星正式飞离月球,奔向150万公里远的L2点。

    “嫦娥二号”工作寿命有望延至两年

    “‘嫦娥二号’将在L2点上工作一段时间,根据目前卫星的燃料情况,再工作一年多是不成问题的。”吴志坚说。

    照此计算,“嫦娥二号”的工作寿命有望延长至两年。这段时间的“超额工作”,对航天人来说极其珍贵。

    吴志坚先容说,抵达L2点以后,嫦娥二号卫星上搭载的太阳风粒子探测器、太阳高能粒子探测器、x射线谱仪和γ射线谱仪等有效载荷,将对地球远磁尾、高能粒子和太阳风进行动态监测,并对可能的太阳X射线爆发和宇宙γ爆等进行观测,获取科学数据。这将提高人类对日地空间环境的认识,对空间环境预警具有十分重要的意义。

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