如果將嫦娥探月系統比作一個(gè)大家庭,嫦娥二號就是這個(gè)家庭中的“二姑娘”。今天她將攜手長(cháng)三甲火箭家族的“老三”長(cháng)三丙,走上一場(chǎng)新婚探月之旅。就嫦娥二號的載荷、登月方式等關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節,中國探月工程副總設計師于登云、嫦娥二號衛星總設計師黃江川等專(zhuān)家予以揭秘。
談及嫦娥二號將來(lái)的三種歸宿時(shí),專(zhuān)家表示,衛星可能會(huì )對月球做補充探測,最終考慮試驗落月。
奔月軌跡 “二姑娘”出嫁走天梯
嫦娥二號在奔月軌道和環(huán)月運行軌道上不同于嫦娥一號,她將直接由運載火箭送至地月轉移軌道進(jìn)行奔月,這樣既可以更好地節約衛星所攜帶的燃料,同時(shí)也可以縮短衛星到達月球的時(shí)間。而嫦娥一號是先發(fā)射到地球附近的過(guò)渡軌道,再經(jīng)過(guò)多次調整進(jìn)入奔月軌道。
在環(huán)月運行軌道上,嫦娥二號主要運行在100公里的圓軌道和近月點(diǎn)15公里、遠月點(diǎn)100公里的橢圓軌道上,這樣便可以更好地探測月球表面環(huán)境,并對后續發(fā)射的嫦娥三號備選著(zhù)陸區進(jìn)行高分辨率成像。
有人做過(guò)形象的比喻:嫦娥一號衛星采用的發(fā)射軌道猶如讓衛星通過(guò)“走步梯”的方式,在星箭分離后依靠自身的動(dòng)力達到奔月點(diǎn),而嫦娥二號衛星直接由火箭送入地月轉移軌道奔月口,好像坐的是“電梯”,一步到位。這個(gè)比喻形象地說(shuō)明了兩種發(fā)射方式的不同。
這種地月轉移軌道發(fā)射方式,可以大大縮短衛星奔月的時(shí)間。相比于嫦娥一號衛星,嫦娥二號衛星的奔月時(shí)間縮短了一半還多,預計112小時(shí)(近5天)即可到達月球。
專(zhuān)家指出,嫦娥二號衛星的發(fā)射成功,充分驗證了火箭直接把衛星送上地月轉移軌道的技術(shù)和能力,將成為我國探月后續工程采用的軌道方式。
衛星載荷 相機是必備“嫁妝”
嫦娥二號繞月飛行高度由嫦娥一號時(shí)的200公里降低到100公里,為月球拍近照。它所攜帶的CCD相機的精度也由之前的120米的分辨率提高到7米以?xún)?分辨率提高了17倍。也就是說(shuō),相機“聚焦”精確度提高了17倍。
據了解,至今國際上還沒(méi)有分辨率優(yōu)于10米的全月立體圖像,而嫦娥二號CCD立體相機具有這種高精度能力,將為我國探月做出國際領(lǐng)先的科研成果。
衛星一舉一動(dòng)受監視
和嫦娥一號不同,嫦娥二號還攜帶了四臺微小相機,這是它所特有的。這四臺相機分別為發(fā)動(dòng)機監視相機、定向天線(xiàn)監視相機、太陽(yáng)翼監視相機和一臺降落相機。
衛星主發(fā)動(dòng)機是衛星在太空中進(jìn)行軌道調整的唯一動(dòng)力,其作用相當于汽車(chē)引擎。衛星在奔月途中的軌道調整、接近月球時(shí)的減速、在軌運行時(shí)改變軌道高度等關(guān)鍵動(dòng)作都需要靠主發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火來(lái)完成。如果發(fā)動(dòng)機因出現故障而失去工作能力,那么衛星就會(huì )失去控制,壽命即告終結。對發(fā)動(dòng)機工作狀態(tài)的監視一般通過(guò)遙測數據進(jìn)行判讀,為了更好地了解發(fā)動(dòng)機在太空中的實(shí)際工作狀況,專(zhuān)門(mén)給主發(fā)動(dòng)機配備了一臺監視相機,拍攝發(fā)動(dòng)機工作的視頻圖像,供設計師參考。
定向天線(xiàn)是針對月球探測的特殊需要設計的天線(xiàn),用于將衛星自身的各種信息和探測數據傳回地面接收站,是衛星與地球連接的紐帶。與地球衛星天線(xiàn)固定安裝不同,嫦娥二號定向天線(xiàn)要在月球圍繞地球轉、衛星圍繞月球飛的三體運動(dòng)環(huán)境下,始終保持對準地球。也就是說(shuō),在衛星繞月飛行過(guò)程中,定向天線(xiàn)要隨著(zhù)衛星位置的變化不斷轉動(dòng),以保持始終對準地球,否則地面站將無(wú)法接收衛星發(fā)出的信號。
太陽(yáng)翼帆板是衛星的能量來(lái)源,也是影響衛星工作壽命的另一個(gè)關(guān)鍵部件。衛星發(fā)射時(shí)太陽(yáng)翼處于折疊狀態(tài),星箭分離后展開(kāi),在衛星飛行過(guò)程中還要不斷調整方向,以跟蹤太陽(yáng),使太陽(yáng)翼獲取足夠的能量,供衛星完成成像等各項任務(wù)。
太陽(yáng)翼展開(kāi)及在地、月、星三體運動(dòng)中保持對日定向的過(guò)程比較復雜,較其他系統更容易出現故障,雖然在地面做過(guò)充分的試驗驗證,但仍不能保證在太空中100%可靠。而第三臺監視相機可以拍攝太陽(yáng)翼展開(kāi)及工作過(guò)程,獲取的圖像資料供技術(shù)人員進(jìn)行深入研究,對改進(jìn)太陽(yáng)翼設計、提高整星可靠性非常有益。
黑白相機尋覓著(zhù)陸點(diǎn)
實(shí)現月面軟著(zhù)陸是探月二期工程的主要目標之一,著(zhù)陸器在降落過(guò)程中將根據圖片自主避開(kāi)不適于降落的地點(diǎn),“臨機決斷”選擇一塊適宜降落的平坦表面。因此,降落相機的性能是影響著(zhù)陸器軟著(zhù)陸能否成功的一個(gè)關(guān)鍵因素。降落相機可根據需要選擇清晰拍攝或快速拍攝工作模式對月面拍攝。由于月面目標均為灰色,此相機為黑白相機。嫦娥二號衛星在飛行中將把軌道高度降低到15公里的高度,對這樣一臺全新設計的降落相機的性能進(jìn)行實(shí)戰考驗,為將來(lái)嫦娥三號的探月征程打好前戰。
雖然這四臺相機都只有手掌大小,每臺重量?jì)H三四百克,看起來(lái)與我們平常用的數碼相機相差無(wú)幾,但集成了光、機、電、熱等多項先進(jìn)技術(shù)和自動(dòng)拍攝、實(shí)時(shí)圖像壓縮等智能化功能,能應付惡劣的太空輻射、溫度環(huán)境,能承受發(fā)射時(shí)的強烈沖擊和振動(dòng)。
![]() |
【編輯:劉羨】 |
![]() |
專(zhuān)題:嫦娥二號發(fā)射 |
Copyright ©1999-2025 chinanews.com. All Rights Reserved