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"嫦娥"遠探150萬公里深空 抵達目的地約3個月(圖)
關鍵詞： 嫦娥 深空探測 拉格朗日點 探月 高能粒子探測器 月球衛星 離子探測器 衛星軌道設計 磁尾 麻永平
嫦娥二號深空探測試驗示意圖
目的地距地球150萬公里，“嫦娥”要飛3個月
6月9日下午，嫦娥二號衛星正式飛離月球，其目的地是距離地球150萬公里以外的遙遠深空。
嫦娥二號將實現世界上首次由月球飛往如此遙遠深空的星際飛行，對中國航天而言，也是第一次前往如此遙遠的宇宙深空。
今年4月1日，嫦娥二號衛星達到半年設計壽命。由于衛星和星上儀器狀態不錯，燃料還有剩余，因此計劃實現三項拓展性試驗，其中的兩項試驗已經完成。
6月9日進行的是嫦娥二號第三項也是最重要的一項拓展性試驗——擇機飛往距地球150萬公里以外的深空進行探測。如果減去嫦娥二號與地球之間近40萬公里距離，嫦娥二號到達目的地需要飛行大約3個月。
驗證150萬公里遠距離的深空測控能力
據介紹，這次飛行探測包括了技術試驗和科學試驗的各兩項任務。技術試驗的任務，首先是要實現從月球到目標點的“長途旅行”并繞目標點環繞飛行；其次是要驗證150萬公里遠距離的深空測控能力。
據了解，為了實施嫦娥三號任務和未來火星探測等深空任務，我國正在研制建設35米和64米天線的深空測控站。而這次對嫦娥二號的“遠程遙控”將檢驗這兩個深空站乃至整個地面深空網的能力。
在科學目標方面，一是要在150萬公里遠處的深空開展地球遠磁尾帶電粒子探測，二是對可能的太陽X射線爆和宇宙伽馬爆進行觀察。
探月專家說，此次嫦娥二號的深空之行，關鍵之一就在于合理使用剩余燃料，盡量延長衛星壽命，讓衛星能夠堅持一年半時間，也就是到明年年底。到那時候，我國的兩個深空測控站就將具備測控能力，可以進行充分驗證。
環繞目的地飛行階段，衛星只要有任何一點擾動，都會漂離
北京航天飛行控制中心副主任麻永平介紹說，從離開月球到抵達目的地，嫦娥二號有三段飛行：月球逃逸段、途中飛行段和環繞目標點的飛行段。
據介紹，嫦娥二號飛離月球時，是從100公里的環月軌道上經過兩次加速進入轉移軌道。之所以不采取一次加速飛離的方式，是為了節省燃料。
嫦娥二號地面應用系統業務運行管理分系統主任設計師溫衛斌說，在中途飛行和環繞飛行階段，將擇機開展遠距離的測控通信、軌道控制，同時還將擇機開啟太陽風離子探測器、太陽高能粒子探測器、X射線譜儀和伽馬射線譜儀等四個有效載荷，來獲取科學數據。
嫦娥二號在150萬公里以外深空飛行，難度和挑戰不言而喻。對衛星軌道設計而言，地球衛星的飛行主要考慮地球引力，月球衛星的飛行主要考慮地球和月球引力，但在這么遠的深空飛行則要同時考慮地球、月球和太陽三個引力體。
嫦娥二號衛星主任設計師黃昊說，這使衛星的軌道設計復雜度大大提高。在環繞目的地飛行階段，衛星只要有任何一點擾動，都會漂離，因此在軌道設計的精度方面，要求比此前的衛星控制設計高得多。