中新網(wǎng)10月1日電 嫦娥二號繞月探測衛星10月1日在西昌衛星發(fā)射中心發(fā)射升空。據嫦娥二號衛星總設計師黃江川介紹,嫦娥二號衛星將完成的一系列高難度復雜動(dòng)作中,存在著(zhù)諸多風(fēng)險,并且風(fēng)險的難度系數相比于嫦娥一號衛星要大得多。
能否順利進(jìn)入地月轉移軌道入口,是嫦娥二號衛星面臨的第一個(gè)風(fēng)險。根據地球、月亮、太陽(yáng)的運動(dòng)規律,衛星進(jìn)入地月轉移軌道的窗口時(shí)間非常短,如果星箭分離時(shí)衛星沒(méi)有準確進(jìn)入地月轉移軌道入口,那么就需要對衛星軌道進(jìn)行調整,會(huì )使衛星上的燃料提前消耗,如果偏差過(guò)大,就將影響后續任務(wù)的執行。
嫦娥二號衛星面臨的最大風(fēng)險是能否精準“剎車(chē)”,即衛星通過(guò)近月制動(dòng)能否被月球重力場(chǎng)捕獲。
“在近月制動(dòng)點(diǎn)的時(shí)候,衛星對于月球來(lái)說(shuō)實(shí)際上處在非閉合的軌道上,如果不及時(shí)剎車(chē),這時(shí)衛星就不能成為月球衛星!秉S江川一邊介紹,一邊用手勢劃著(zhù)軌道的曲線(xiàn),“如果剎車(chē)不夠,衛星仍然會(huì )飛出了月球的引力范圍,而不被月球捕獲,從而不能環(huán)繞上月球!
從理論上說(shuō),可能幾個(gè)月甚至半年之后,技術(shù)人員將有機會(huì )使衛星重新被捕獲!暗侥菚r(shí)候,我們就要幾乎耗盡所有的燃料來(lái)控制衛星回到月球,而此時(shí)可能的代價(jià)是衛星重新回到月球后已經(jīng)沒(méi)有了燃料或者只有很少燃料,后續的科學(xué)任務(wù)就沒(méi)有辦法完成!毙l星副總設計師王曉磊對這個(gè)問(wèn)題也有很精確的理解。
所以第一次近月制動(dòng)至關(guān)重要,剎車(chē)成功的話(huà),衛星會(huì )處在近月點(diǎn)200公里、遠月點(diǎn)8000公里左右的橢圓軌道上。這時(shí)候衛星就是月球衛星了,它已經(jīng)不可能跑出月球的引力范圍了。
然而在黃江川看來(lái),第一次近月制動(dòng)還存在著(zhù)另一種風(fēng)險:如果“剎車(chē)”力量過(guò)大,衛星就會(huì )撞上月球,其后果同樣不堪設想。
嫦娥二號衛星的一個(gè)特殊任務(wù)是從100公里的圓軌道過(guò)渡到近月點(diǎn)15公里、遠月點(diǎn)100公里的橢圓軌道。這一動(dòng)作一方面將驗證衛星的測定軌技術(shù),另一方面也對后續工程的備選著(zhù)陸區進(jìn)行高分辨率成像。這使衛星再次面臨巨大的風(fēng)險。
地月運動(dòng)的規律是這樣的:月球運轉的自轉周期,和它繞地球的公轉周期一樣都是近一個(gè)月的時(shí)間,所以在地球上始終只能看到月球的一面,另一面則永遠無(wú)法看到。嫦娥二號衛星要成像的備選著(zhù)陸區在月球的正面,就是月球朝著(zhù)地球的一面。那么要實(shí)施近月點(diǎn)15公里、遠月點(diǎn)100公里的軌道變軌,讓這個(gè)軌道的近月點(diǎn)正好在備選區域的話(huà),衛星就必須在月球無(wú)法朝著(zhù)地球的那一面變軌。
而此時(shí),地面的遙測信號無(wú)法進(jìn)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(jīng)設置好的自主控制程序進(jìn)行!斑@一點(diǎn),相比于嫦娥一號衛星來(lái)說(shuō),嫦娥二號衛星的風(fēng)險大大提高了!秉S江川不由自主地加重了語(yǔ)氣。
在衛星自主控制程序運行時(shí),如果發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火不成功,那只能等待下一月變軌的機會(huì )。而如果點(diǎn)火過(guò)了的話(huà),衛星將面臨致命風(fēng)險。
同時(shí),如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)長(cháng),造成衛星軌道低于15公里!按藭r(shí)衛星的飛行速度是每秒2公里左右,即使每秒米級的誤差,就可能撞上月球!秉S江川介紹道。根據人類(lèi)現有月球探測數據,月球上最高的山在1萬(wàn)米(即10公里)以上。如果衛星點(diǎn)火的時(shí)機不對,就會(huì )加大衛星撞上高山的可能性。
嫦娥二號衛星驗證的工程任務(wù)內容很多,很繁重,往往是一環(huán)扣一環(huán),因此要協(xié)調好它們之間的關(guān)系,要進(jìn)行得十分精確。比如說(shuō),近月點(diǎn)15公里、遠月點(diǎn)100公里的橢圓軌道變軌,實(shí)際上有多重目的在里面,除了驗證軌道機動(dòng)技術(shù)以外,還要對月球指定區域進(jìn)行高分辨率成像,同時(shí)還要進(jìn)行X頻段測控體制方面的驗證。這些任務(wù)的密度非常大。
因此,技術(shù)人員能否對衛星進(jìn)行精準操作,構成了衛星的另一重風(fēng)險。為了規避操作上的風(fēng)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。
“還有一種風(fēng)險來(lái)自月球具有的特殊空間環(huán)境!秉S江川所說(shuō)的特殊空間環(huán)境主要是指月球表面的物質(zhì)分布非常不均勻,造成月球不同區域的重力場(chǎng)并不一樣。因此,衛星在軌運行期間,其軌道要經(jīng)常進(jìn)行維護。
此外,太陽(yáng)每11年左右都有一個(gè)活躍期,會(huì )形成太陽(yáng)風(fēng)暴。這對衛星會(huì )造成多種效應影響,如果嚴重的話(huà)可能造成電子元器件或者設備損壞。在嫦娥二號衛星在軌運行的預定時(shí)間內,正好臨近太陽(yáng)風(fēng)暴活躍期,衛星也將面臨這方面的挑戰。
黃江川介紹,技術(shù)人員在產(chǎn)品設計和研制過(guò)程中已經(jīng)考慮到了太陽(yáng)風(fēng)暴的可能危害,并做了一些抵抗性試驗,加強了衛星這方面的抵抗能力。在太陽(yáng)風(fēng)暴來(lái)襲的時(shí)候,或許衛星會(huì )出現一些臨時(shí)性的故障,這對其飛行會(huì )帶來(lái)一定的威脅,比如說(shuō)會(huì )迫使衛星轉入安全模式,這時(shí)就要利用地面設備發(fā)出指令,讓衛星重新回到工作狀態(tài)。
“嫦娥二號衛星設計了周全的硬件、軟件抵抗措施,具有很強的抵御能力,相信一定會(huì )順利渡過(guò)危險時(shí)段!秉S江川堅定的語(yǔ)氣中飽含自信。(陳全育)
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【編輯:吳博】 |
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