|
|---|
|
|
|
|
|
|
S*********4
发帖数: 5125 | 1 探月工程专家解析“嫦娥二号”远征难点
奔月难，奔向150万公里深空更难。嫦娥二号卫星奔赴拉格朗日L2点（以下简称L2点）
的这次旅程，无疑是中国航天史上距离最远的一次“跨越”。在这背后，有多少前所未
有的困难？
近日，专家对“嫦娥二号”此次远征遇到的难点进行了解析。
轨道设计：须兼顾日、地、月三大引力场
“从4月1日‘嫦娥二号’圆满完成既定任务，到6月9日飞离月球、奔向深空，需要短短
两个月时间内设计出全新的轨道方案，这是个很大的挑战。”嫦娥二号卫星主任设计师
黄昊说。
此项轨道设计的复杂程度也大大提高。
“首先，这是个复杂的多天体引力场轨道设计。”他说，对于地球卫星而言，轨道设计
时只涉及一个引力场，即地球；月球探测卫星的轨道，则要考虑地球和月球两个引力场
，以及其间的拼接过程。而这次轨道设计，除地、月外，还必须兼顾考虑太阳的引力场。
同时黄昊表示，L2点非常敏感，对卫星入轨时的位置、速度要求非常高，稍有偏差就会
出现失误，导致卫星飞向更远的深空，或是飞回地球。因此整个飞行轨道都必须经过精
确的规划和设计。
此外他还介绍说，L2点是个不稳定点，在环绕飞行阶段，卫星只要受到任何一点扰动都
可能会漂离，这也给轨道设计精度提出了更高要求，同时也可能面临多次轨道修正。
远距离跨越：测控能力几乎挖掘到极限
“L2点轨道的最远端离地球大约有172万公里的距离，这使测控通信的难度大大增加，
几乎把能力挖掘到极限。”“嫦娥二号”任务测控系统副总设计师周建亮说。
同时他表示，卫星已经经过了最远端，测控系统成功经受了最大距离的考验。
周建亮介绍说，当卫星到达距地球170多万公里的地方时，观测延时由绕月时的5秒延长
到约30秒，尽管星上设备发射功率已开到最大，信号仍近乎衰竭。
对此，测控系统采取了多种应对措施。
周建亮说，以前地面天线采用自动跟踪方式，通过接收卫星信号，自动跟随卫星转动。
“现在信号太弱，自动跟踪已经不可靠，于是我们改用数字引导方式，从地面预报卫星
位置，控制天线进行精确跟踪。”
此外，研究人员也对相关系统和软件进行了升级改造。
“后续我们还有一些手段，比如降低码速率、改变编码方式等，还能进一步提高测控通
信能力。”周建亮说。
长时间旅程：卫星飞得比汽车还慢
从地球到月球，“嫦娥二号”用了112小时，而从月球到达L2点，它却用了77天。
“到达L2点选择有很多，但考虑到卫星所剩燃料有限，最终选择了一条消耗能量最低的
轨道。”周建亮说。
他介绍说，“嫦娥二号”进入月球轨道时，速度达到每秒11公里，而飞往L2点途中，卫
星速度最低时仅为每秒31米左右，比高速公路上的汽车还慢。
“卫星设计之初，并未考虑到要执行这样的任务，现在剩余的燃料，都是因前期的精准
控制而节省出来的。”周建亮说。
据介绍，零窗口发射、精准的测控，使卫星节省了大量燃料。就在飞往L2点的过程中，
原计划实施3至4次轨道中途修正，也因高精度的控制而节省，仅于6月20日实施了一次
就达到了预期目标。
为了节省燃料，测控系统选择了让“嫦娥二号”低速飞行，因为速度越快，“刹车”时
的消耗就越大。
不过从目前来看，“嫦娥二号”暂无“断炊”之忧。周建亮表示，卫星在L2点轨道绕飞
到明年年底，需要每秒96米的速度，而剩余的有效燃料可供卫星达到每秒130米的速度
，尚有一定余量。
超期服役：星上有效载荷将面临考验
“‘嫦娥二号’的设计寿命只有半年，现在早已超过，而且未来还将工作一年多时间，
这对卫星仪器设备的可靠性、实际能力都将是一个考验。”黄昊说。
周建亮介绍说，该卫星发射前，测控系统已制定了104项故障预案。现在针对卫星测控
距离远、超期服役等特点，也已准备了新的对策。
“‘嫦娥二号’飞往日地L2点，可以说是我国航天领域的又一个重大跨越，成为世界首
个直接从月球轨道飞赴日地L2点的航天器，标志着我们在轨道设计、飞行控制、测控、
通信方面的技术有了突破，也是我们国家第一次进行一次发射、执行多个任务、多个目
标深空探测的一次有益尝试。”探月工程副总指挥吴志坚说。 |
|
|
|
|
|
|
