嫦娥二号为何要实施轨道中途修正？

2010年10月02日 16:19:35 　来源： 新华网 【字号大小】【留言】【打印】【关闭】



图表：嫦娥二号成功实施首次轨道中途修正 新华社发
新华网北京１０月２日电（记者 田兆运 陈玉明）１０月２日１２时２５分，北京航天飞行控制中心对嫦娥二号成功实施了首次地月转移轨道中途修正。那么，轨道中途修正究竟是怎么一回事呢？
据嫦娥二号测控系统主任设计师李海涛介绍，由于受入轨偏差、万有引力、宇宙环境等因素影响，运载火箭发射卫星进入轨道时的实际数值与理论数值存在一定偏差，实施轨道中途修正的主要目的就是为了纠正这种偏差数值，使卫星能够在理论设计的轨道上正常运行。
李海涛说，轨道中途修正是航天测控中的尖端技术，要做修正，首先必须精确测定卫星正在运行的轨道数值，经过计算后，得出需要修正的数值，有了这个数据，才能控制卫星上的发动机进行工作，以达到设定的目标，“对远离地球达数十万公里的卫星进行精确定位和准确控制，很有点像我们常说的大海捞针一样，它的难度是可想而知的”。
“按照测控方案计划，我们将对嫦娥二号安排３次中途修正。”李海涛说，当初嫦娥一号在奔月之旅中也是计划了３次中途修正，不过最终只实施了一次。此次嫦娥二号的中途修正次数，还要看卫星运行的具体情况决定。

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新华网四川西昌１０月１日电 嫦娥二号任务是我国实施的第二次月球探测，也是全世界第１２７次月球探测。作为我国探月工程二期工程技术的先导星，嫦娥二号卫星担负着探月一期工程和二期工程之间承上启下的作用，其任务实施过程有五大关节点。
关节点一：发射——“嫦娥”再次飞天
将嫦娥一号卫星送上太空的是长征三号甲运载火箭，而本次发射将使用长征三号丙运载火箭。
中国运载火箭技术研究院总体设计部高级工程师李聃说，长征三号甲系列火箭包括长征三号甲、长征三号乙和长征三号丙三种构型。长征三号甲系列火箭的电气系统的单机、发电机等基本可以通用，差别在于长三乙是在长三甲的基础上捆绑了４个助推器，而长三丙是在长三甲的基础上捆绑了２个助推器。
从运载能力上看，长三甲火箭的标准地球同步转移轨道运载能力是２６００公斤，长三乙是我国目前最大的高轨道运载火箭，它的运载能力达到了５５００公斤，长三丙的运载能力为３８００公斤。
“因为嫦娥二号的起飞重量是２４８０公斤，不必使用长三乙；但嫦娥二号要直接进入地月转移轨道，而长三甲的运载能力不足以把卫星送入地月转移轨道，所以最后选择使用长三丙。”李聃说。
关节点二：地月转移——直接快速奔月
火箭发射后的１４６．６秒、２５７．９秒和３３２．４秒将分别进行二级分离、抛整流罩和三级分离，在发射后的１５３３秒进行星箭分离后，卫星将进入近地点高度２００公里、远地点高度约３８万公里的地月转移轨道直接奔月，而不是像嫦娥一号那样在环绕地球的调相过度轨道飞行７天后再进入地月转移轨道开始奔月。嫦娥二号直接奔月只需要７天，这是一大创新。
“打个比方，嫦娥一号是我们的大姑娘，大姑娘远嫁月球，先围着‘娘家’绕了３圈，走了１４天才到月球；嫦娥二号是二姑娘，也要远嫁月球，我们希望她能够走捷径，直接进入３８万公里的奔月轨道。”探月工程总设计师吴伟仁说，这样既可以节省火箭推进剂，也可以为卫星探测和试验留出更多时间。
关节点三：近月制动——深空中的“急刹车”
当星箭分离后卫星将进入地月转移轨道时，其速度将超过第一宇宙速度，达到约１１公里每秒。此后，嫦娥二号卫星将经历太阳翼展开、修正轨道、空间环境探测、巡航、Ｘ频段测试实验、紫外导航试验等步骤，这个过程将历时约１１２小时，与嫦娥一号卫星的１１４小时大致相当。
当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，也不会撞上月球，并由此进入近月点１００公里、周期１２小时的椭圆轨道。再经过两次轨道调整，进入１００公里的极月圆轨道。
“相比嫦娥一号在距月面２００公里处被月球捕获，嫦娥二号将在距月面１００公里处进行制动，飞行速度更快，轨道更低，制动量更大，同时月球不均匀重力场对卫星轨道的摄动影响也相应增大，这大大提高了对卫星制动控制精度的要求。”嫦娥二号卫星总设计师黄江川说。
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2010年10月01日 11:53:02 　来源： 新华网 【字号大小】【留言】【打印】【关闭】


新华网北京１０月１日电（记者陈玉明、何宗渝）嫦娥二号上天时，还要随身携带七种有效载荷，这“七种武器”将帮助嫦娥二号完成一系列的科学探测任务。
据中科院空间科学与应用研究中心主任吴季介绍，这“七种武器”包括：ＣＣＤ立体相机、激光高度计、Ｘ射线谱仪、γ射线谱仪、微波探测器、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器。
吴季说，这“七种武器”可分为四类。
第一类是用来完成月球表面三维成像的，包括ＣＣＤ立体相机和激光高度计。当年的嫦娥一号也有相机和激光高度计，但此次嫦娥二号任务，这两个东西都重新研制了。嫦娥一号相机的分辨率是１２０米，现在的分辨率要求小于１０米。激光高度计原来是一秒钟测一次，这次是一秒钟测五次。
第二类是用来探测月球表面物质的化学成分的，包括Ｘ射线谱仪、γ射线谱仪。嫦娥一号也有这两种载荷，但此次γ谱仪的探测晶体灵敏度提高了，Ｘ射线谱仪的谱段的选择也做了一些调整，应该能得到更好的探测结果。嫦娥一号探测的元素有１４种，此次调整为重点探测３种月表天然放射性元素和６种主量造岩元素的含量。
第三类是用于月壤探测的微波探测器。这是中国探月卫星的特点——国外的月壤探测没有采用微波频段，只能看到表面，没法穿透，我们采用四个微波的频段可以穿透月壤。这个微波探测器没有做太大改动，但是微波的特点是统计性的，数据越多分辨率越高，嫦娥二号探测结果会改进嫦娥一号所获得的一些数据。
第四类是用于探测地月空间环境的，包括太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器。这两个探测器也没怎么变。由于现在正处在第２４个太阳风年，太阳活动比嫦娥一号发射时剧烈，所以嫦娥二号的这两个探测器还肩负着对新的太阳风年进行探测的使命。
嫦娥二号的有效载荷比嫦娥一号少了一种，就是干涉成像光谱仪。吴季说，嫦娥一号的相机分成ＣＣＤ相机与干涉成像光谱仪两部分，经过嫦娥一号的测试，我们觉得干涉成像光谱仪能够提供的信息不多，所以把它去掉，换成一台高分辨率的相机。
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