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《瞭望》:“嫦娥二號”領跑探月二期

2010年10月08日11:19 | 中國發展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號:T|T
關鍵詞: 嫦娥二號 六大創新點 探測火星 火星 月球 歐陽自遠

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 諸多風險考驗“嫦娥二號”

  考慮到“嫦娥二號”將完成的一系列試驗和探測任務的復雜性,于登云坦言,這樣一個全新的任務仍面臨著諸多著風險,并且風險的難度系數相比于“嫦娥一號”衛星要大得多。

  “把‘嫦娥二號’衛星比作一個要在嚴酷環境中進行高難度表演的雜技演員也是毫不為過的”,“嫦娥二號”總設計師黃江川這樣形容。

  風險一:能否順利進入地月轉移軌道入口。根據地球、月亮、太陽的運動規律,衛星進入地月轉移軌道的窗口時間非常短,若星箭分離時衛星沒有準確進入地月轉移軌道入口,那么就需對衛星軌道進行調整,會使衛星上的燃料提前消耗,如果偏差過大,就將影響后續任務的執行。

  風險二:能否精準“剎車”,即衛星通過近月制動能否被月球重力場捕獲。

  “嫦娥二號”的第一次近月制動至關重要,如果剎車成功,衛星會處在近月點200公里、遠月點8000公里左右的橢圓軌道上,成為月球衛星;如果剎車不夠,衛星仍會飛出月球的引力范圍,而不被月球捕獲,從而不能環繞上月球;如果“剎車”力量過大,衛星就會撞上月球,后果同樣不堪設想。

  風險三:能否從100公里的圓軌道過渡到近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道。這一動作既將驗證衛星的測定軌技術,也要對后續工程的備選著陸區進行高分辨率成像。因此,要實施近月點15公里、遠月點100公里的軌道變軌,同時讓這個軌道的近月點正好在備選區域的話,衛星就必須在月球無法朝著地球的那一面變軌。而此時,地面的遙測信號無法進行傳遞,衛星是不可人為干預和控制的,只能依靠衛星上已經設置好的自主控制程序進行。

  在衛星自主控制程序運行時,如果發動機點火不成功,那只能等待下一月變軌的機會。而如果點火過了的話,衛星將面臨致命風險。同時,如果點火時間過長,造成衛星軌道低于15公里,就會加大衛星撞上月球上的高山的可能性。

  風險四:“嫦娥二號”衛星驗證的工程任務內容很多,很繁重,往往是一環扣一環,技術人員能否對衛星進行精準操作,也構成了衛星的另一重風險。

  比如,近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道變軌,實際上有多重目的在里面,除了驗證軌道機動技術以外,還要對月球指定區域進行高分辨率成像,同時還要進行X頻段測控體制方面的驗證。這些任務的密度非常大。因此,為了規避操作上的風險,確保“嫦娥二號”衛星的安全,衛星型號隊伍提出了“操作零缺陷”的要求。

  風險五:來自月球具有的特殊空間環境。月球表面的物質分布非常不均勻,造成月球不同區域的重力場并不一樣。因此,衛星在軌運行期間,其軌道要經常進行維護。

  此外,太陽每11年左右都有一個活躍期,會形成太陽風暴。這對衛星會造成多種效應影響,如果嚴重的話可能造成電子元器件或者設備損壞。在“嫦娥二號”在軌運行的預定時間內,正好臨近太陽風暴活躍期,衛星也將面臨這方面的挑戰。

  趙小津表示,“嫦娥二號”任務具有高風險性,對于每一個風險可能出現的問題,航天科技集團公司都要求發射試驗隊做好周詳的故障應對策略,事先制定完備的預案,同時在地面進行驗證或是仿真實驗。

  “除了要把工作盡可能做細外,我們還要把預案做得更完整,目前,我們已經制訂了上百種風險控制方案,但這項工作仍在進行之中,一直要到火箭點火發射為止。”于登云告訴本刊記者,進入到月球運行軌道后,“嫦娥二號”還要在軌工作半年。衛星在完成在軌測試的“體檢”后,就可以開展試驗。在試驗過程中,風險也無處不在。“我們目前排了一個計劃表和一系列預案,但在具體的實施過程中,還要根據衛星當時的狀態作出實時調整。”

  探月工程要成為

  “科學家的眼睛和手”

  從1970年我國發射第一顆人造衛星,到21世紀的載人航天工程和月球探測工程,中國航天走出了一條獨立自主的發展之路。在孫家棟看來,航天技術的不斷發展,不僅證明了人類“探知未來”的能力,更成為了人類實現夢想的“載體”。中國航天將來要走向太陽系的任何一個星球,為科學家提供探測平臺,成為“科學家的眼睛和手”。

  而月球則是人類探索未知的“第一個選擇”。孫家棟指出,我國的“嫦娥一號”探測拿到的月球數據,比以往其他國家提供的數據都要新、全,為科學家的科學研究提供了寶貴的科學數據,“中國實施探月工程,具有著很強的現實意義和價值”。

  “進行深空探測的戰略意義,首先就在于‘探索’本身。”葉培建認為,走向深空進行探索的任務是長期的,這是人類歷史前進的主題,而一個國家能否進入深空的能力,也關乎著其綜合國力的提升與民族的自信心、自豪感的凝結。

  在包括衛星系統、運載火箭系統、測控系統、發射場系統和地面應用系統的探月工程的五大系統中,葉培建分析,目前我國的火箭系統、發射場系統的發展水平已達到世界領先地位,而衛星系統、測控系統與世界一流技術相比仍有差距,“這是由于飛行器和測控系統變化最大,需要不斷加以技術上的創新和完善。”

  孫家棟認為,衛星發射是一個嚴密的綜合工程,衛星上天后,要獨立生存并完成好賦予的任務,需要多方面系統的協調和配合。目前,中國的衛星技術水平已經處于前沿,但是與世界上一流技術相比,在世界航天追求“成功率和穩定性”的現在,中國衛星的研制水平仍有較大上升空間。□袁元

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