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下載安裝Flash播放器從備份星到先導(dǎo)星
“‘嫦娥二號(hào)’衛(wèi)星是以‘嫦娥一號(hào)’衛(wèi)星的備份星為基礎(chǔ)研制的，它是我國(guó)探月工程二期的探路者或叫先導(dǎo)星，對(duì)探月工程具有著承前啟后、繼往開(kāi)來(lái)的作用。”葉培建告訴本刊記者，中國(guó)的探月工程又稱(chēng)“嫦娥工程”，規(guī)劃為“繞”、“落”、“回”三期，計(jì)劃在2020年前依次完成繞月探測(cè)、落月探測(cè)和無(wú)人采樣返回。
采訪(fǎng)中，于登云介紹說(shuō)，一期“繞”，其主要目標(biāo)是開(kāi)展月球表面的全球性和綜合性環(huán)繞探測(cè)，已由“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星圓滿(mǎn)實(shí)現(xiàn)；二期“落”，主要進(jìn)行探測(cè)器月面軟著陸，實(shí)現(xiàn)月面就位探測(cè)和月面自動(dòng)巡視勘察，主要由“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星和“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器實(shí)現(xiàn)；三期“回”，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)月球樣品的無(wú)人采樣返回地球，在地面開(kāi)展科學(xué)研究。這三期工程是相互關(guān)聯(lián)、循序漸進(jìn)的，前一期工程是后一期工程順利實(shí)施的前提和基礎(chǔ)。
“現(xiàn)在的‘嫦娥二號(hào)’是‘嫦娥一號(hào)’的備份星。‘嫦娥一號(hào)’圓滿(mǎn)完成既定任務(wù)后，讓‘嫦娥二號(hào)’再去繞月，如何能夠讓它的意義再大一些？”葉培建告訴本刊記者，由“嫦娥一號(hào)”的備份星到探月工程二期的先導(dǎo)星，“嫦娥二號(hào)”的任務(wù)目標(biāo)發(fā)生了變化，承擔(dān)起為探月工程二期尤其是“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器進(jìn)行前期工程技術(shù)驗(yàn)證和探測(cè)的任務(wù)。
“應(yīng)該說(shuō)，‘嫦娥二號(hào)’具備了兩層意義，即一是繼續(xù)擴(kuò)大‘嫦娥一號(hào)’的科學(xué)成果，二是作為嫦娥工程二期的先導(dǎo)星，它將在‘嫦娥一號(hào)’衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，開(kāi)展‘嫦娥三號(hào)’探測(cè)器有關(guān)技術(shù)的在軌驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)其備選的著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像，為‘嫦娥三號(hào)’落月做準(zhǔn)備，驗(yàn)證月球軟著陸的部分關(guān)鍵技術(shù)。”
于登云告訴本刊記者，在完成主任務(wù)后，“嫦娥二號(hào)”的命運(yùn)將由衛(wèi)星當(dāng)時(shí)的狀態(tài)及所攜帶的燃料決定，或受控撞月；或走得更遠(yuǎn)，讓衛(wèi)星飛出地月環(huán)境、飛向更遠(yuǎn)的太空，以此驗(yàn)證我國(guó)更遠(yuǎn)的宇宙空間的深空探測(cè)能力；或走得更近，即讓它沿著月地轉(zhuǎn)移軌道飛回地球。
“嫦娥二號(hào)”的創(chuàng)新
由于“嫦娥二號(hào)”原本是“嫦娥一號(hào)”的備份衛(wèi)星，因此兩顆衛(wèi)星在質(zhì)量和外形上并沒(méi)有太大的區(qū)別，但是相比于“嫦娥一號(hào)”任務(wù)，“嫦娥二號(hào)”任務(wù)技術(shù)更新、難度更大、系統(tǒng)更復(fù)雜，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)也更大。
多位受訪(fǎng)專(zhuān)家表示，“嫦娥二號(hào)”任務(wù)就像是一期工程向二期工程的一個(gè)跳板，增加了很多新技術(shù)，對(duì)探月工程起到承上啟下的關(guān)鍵作用，并對(duì)整個(gè)探月工程甚至航天事業(yè)的發(fā)展都具有十分重要的意義。
葉培建將“嫦娥二號(hào)”的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和突破，歸納為六點(diǎn)：
一、突破運(yùn)載火箭直接將衛(wèi)星運(yùn)送至地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射技術(shù)。和“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星先被運(yùn)送到環(huán)繞地球的橢圓軌道，再經(jīng)過(guò)自身多次調(diào)整進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道不同，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星將由運(yùn)載火箭直接送入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)38萬(wàn)公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。這樣奔月的效率更高，在7天以?xún)?nèi)就可完成近40萬(wàn)公里的奔月路。這對(duì)火箭提出了更高要求，需要火箭推力更大、入軌更精、控制更準(zhǔn)。
二、X頻段深空探測(cè)技術(shù)，初步驗(yàn)證深空探測(cè)體制。這是我國(guó)正在計(jì)劃建設(shè)的測(cè)控應(yīng)答體制，和目前我國(guó)主要使用的S頻段測(cè)控體制相比，新的測(cè)控體制更適合深空探測(cè)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸?shù)男枨螅兄鴤鬏斔俣雀摺⑿盘?hào)衰減小、負(fù)載數(shù)據(jù)多等優(yōu)點(diǎn)。
三、驗(yàn)證100公里月球軌道捕獲技術(shù)。相比于“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在距月面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)捕獲，衛(wèi)星的飛行速度更快、軌道更低、制動(dòng)量更大，同時(shí)月表物質(zhì)分布造成的不均勻重力場(chǎng)對(duì)衛(wèi)星軌道的攝動(dòng)影響也將相應(yīng)增大。這樣就大大提高了對(duì)衛(wèi)星制動(dòng)控制精度的要求。
四、驗(yàn)證近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里軌道機(jī)動(dòng)與快速測(cè)定軌技術(shù)。“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星要驗(yàn)證100公里圓軌道向近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里橢圓軌道的機(jī)動(dòng)技術(shù)，完成在該橢圓軌道上的探測(cè)任務(wù)后，衛(wèi)星還要回到100公里圓軌道。
五、試驗(yàn)全新的著陸相機(jī)，數(shù)據(jù)傳輸能力大幅提高。“嫦娥二號(hào)”增加配置了降落相機(jī)，以檢驗(yàn)對(duì)月成像能力，為“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器的月面軟著陸做準(zhǔn)備。與此同時(shí)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸速率也由“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星時(shí)的每秒3兆，提高到每秒6兆，并進(jìn)行每秒12兆的傳輸速率試驗(yàn)。
六、對(duì)后續(xù)工程預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像試驗(yàn)。“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星搭載的CCD相機(jī)分辨率為120米，而“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在100公里圓軌道和近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里橢圓軌道上，將分別對(duì)后續(xù)月球著陸器的預(yù)選區(qū)域進(jìn)行優(yōu)于10米和1.5米分辨率的成像試驗(yàn)，同時(shí)還將探測(cè)月球物質(zhì)成分、月壤特性以及地月與近月空間環(huán)境。
任務(wù)的變化，使“嫦娥二號(hào)”在許多關(guān)鍵技術(shù)方面都要進(jìn)行原始創(chuàng)新，改進(jìn)了有效載荷性能，提高了對(duì)月科學(xué)探測(cè)的精度。
本刊記者獲悉，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星上共有214臺(tái)硬件設(shè)備，其中，繼承“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的產(chǎn)品大約有85%，作過(guò)適應(yīng)性修改的產(chǎn)品大約占10%，新研制的產(chǎn)品約占5%，這些產(chǎn)品都處于不同的狀態(tài)，增大了風(fēng)險(xiǎn)。
“嫦娥二號(hào)”上還有很多新技術(shù)是原來(lái)沒(méi)有使用或遇到過(guò)的，比如星上使用的490N發(fā)動(dòng)機(jī)，以往我國(guó)衛(wèi)星使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，在衛(wèi)星上工作的時(shí)間很短，一般衛(wèi)星軌道確定后就切斷了，這次“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星上的490N發(fā)動(dòng)機(jī)則要在軌長(zhǎng)期工作。
此外，由于“嫦娥二號(hào)”本是“嫦娥一號(hào)”的備份星，因此星上幾乎所有產(chǎn)品都沒(méi)有備份，這也加大了技術(shù)人員的研制難度，必須確保萬(wàn)無(wú)一失。
“‘牽一發(fā)而動(dòng)全身’，‘改衛(wèi)星’比‘造衛(wèi)星’更需要嚴(yán)密的系統(tǒng)工程思維和總體思想”，孫家棟分析說(shuō)，“嫦娥二號(hào)”選擇以“嫦娥一號(hào)”的備份星為基礎(chǔ)平臺(tái)，并在備份星的基礎(chǔ)上進(jìn)行載荷和技術(shù)的適應(yīng)性改造，“衛(wèi)星研制隊(duì)伍在這方面下了不少功夫”。