嫦娥二号成为互联网今日热点关注榜首

  昨天对中国来说是大喜的日子,值得每个国人记忆的日子,首先是祖国61周岁生日,全国各地举行各种各样庆祝活动,到处都沉浸在节日气氛。到昨天下午18时所有目光都聚集在电视上,关注嫦娥二号卫星发射现场直播,19时嫦娥二号发射成功。随着嫦娥二号发射成功的好消息传出,无论是电视媒体还是互联网媒体大量报道,一时间在网络上“嫦娥二号”成为今日互联网热门关注榜首。

  2010年9月29日, 中国探月工程新闻发言人今日公布消息:嫦娥二号卫星和火箭已完成发射场区的测试和检查,测试结果正常,完全满足发射的技术条件。将于10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心点火发射,19时整起飞。若遇到气候等原因,不能在第一窗口时间发射,还选择了10月2日和3日择机发射。

  嫦娥二号示意图目前嫦娥2号已于2010年10月1日18时59分57秒点火,19时整成功发射。在飞行后的1533秒时,星箭分离,卫星入轨。

  记者从西昌卫星发射中心和国防科工局探月中心了解到,目前,嫦娥二号已完成各项准备工作,进入发射“读秒期”。

  据发射中心工作人员介绍,嫦娥二号最终将从2号位发射升天。26日,西昌卫星发射中心的移动塔开始向2号固定发射塔靠拢。中国探月工程新闻发言人今天已经正式公开宣布,嫦娥二号将于10月1日的18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射。

  2010年9月28日日中午1时许,随着来自贵阳市老年摩托车俱乐部的5名六旬车手作为最后一批参观者走出,西昌卫星发射中心的大门即告关闭,到嫦娥二号发射次日再行开放。

  午在西昌卫星发射中心门外看到,大院内宽敞的林上少有人迹,偶尔会有几辆挂着军牌的车辆进出,驻地泽远乡派出所的一辆警车在附近不间断巡逻。发射中心大门侧边的一条通村公路入口,昨日开始由军人把守,其间有一位当地老乡,驾驶一辆贴着通行证的面包车试图开进,但被查出车上载有多名持外地身份证的人而被拦住。

  在发射中心门外的水果摊上,发现几位身穿天蓝色工装的青年人。他们身后的“航天一院”4个字,表明他们来自北京,是火箭测试队的工作人员,他们身挂的出入吊牌上,不仅贴着各自的近照,写着各自的姓名,并且还有出入证的编号。离发射中心约5公里的铁路线上,一辆写有“成都铁路局西昌工务段”字样的巡线车正在专用线上检修。住在铁路旁的一位老乡称,估计马上就会有“罐罐车”运输火箭燃料进场。

  据介绍,在发射时间上,目前有关方面的工作正在按照10月1日晚7时这一时间作准备,没有特殊情况,嫦娥二号将在国庆日晚7时开始奔月旅程。

  “嫦娥二号”主要任务是获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据,因此卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高,其他探测设备也将有所改进。为嫦娥三号实现月球软着陆进行部分关键技术试验,并对嫦娥三号着陆区进行高精度成像。

  探月工程副总设计师孙辉先向媒体透露:“实际上,嫦娥二号是嫦娥一号的备用星。”孙辉先透露,发射嫦娥一号时,为确保绕月飞行的成功,准备了两颗卫星。“如果嫦娥一号没有实现当初的目标,可能就会发射这颗备用星,嫦娥一号的任务圆满完成了,这颗卫星就成为中国探月工程二期卫星的先导星了。”

  一、配合运载火箭验证地月转移轨道直接发射技术; 二、验证距月面100公里近月制动的月球轨道捕获技术; 三、验证100公里×15公里轨道机动与飞行技术; 四、对二期工程的备选着陆区进行高分辨率成像试验; 五、搭载轻小型化X频段深空应答机,配合我国新建的X频段地面测控站,试验X频段测控技术; 六、试验遥测信道低密度奇偶校验码(LDPC)编码技术,月地高速数据传输技术及降落相机技术。 此外,嫦娥二号还承担了4个科学探测使命: 一是获取更高精度月球表面三维影像,分辨率由嫦娥一号卫星的120米提高至优于10米;二是探测月球物质成分;三是探测月壤特性;四是探测地月与近月空间环境。嫦娥二号八大技术即将发射的嫦娥二号将新开辟地月之间的“直航航线”,即直接发射至地月转

  嫦娥二号卫星移轨道,这将使嫦娥二号的地月飞行时间缩短至不到5天。在举国上下关注嫦娥二号卫星发射之际,我国探月工程高级顾问、嫦娥一号卫星探月工程首席科学家欧阳自远院士应邀在最新出版的《航天器工程》期刊上发表文章,透露嫦娥二号有八大技术改进。

  “承前启后,持续发展”,这是欧阳院士对嫦娥二号承载使命的概述。他表示,嫦娥二号作为探月二期工程的先导星,在工程上的主要任务是试验验证与月面软着陆相关的部分关键技术和新设备,试验新的奔月轨道,降低探月工程二期的技术风险;其在科学上的第一个任务是对月面着陆区进行详查,精细地测绘着陆区的地形地貌。总体来讲,嫦娥二号执行的是对月球“精细探测”的任务,以利于今后嫦娥三号能够安全地在月球表面软着陆,它的表现将为探月二期的实施成功奠定科学和技术基础。相对嫦娥一号来说,嫦娥二号做了多方面改进和提高,欧阳院士将其概括为八个方面:

  首先嫦娥二号与嫦娥一号的轨道设计不同,这次发射的嫦娥二号将新开辟地月之间的“直航航线”,即直接发射至地月转移轨道,这将使嫦娥二号的地月飞行时间大大缩短;

  其次,嫦娥二号卫星将在距月球表面约100千米高度的极轨轨道上绕月运行,较嫦娥一号距月表200千米的轨道要低,有利于对重点地区做出精细测绘;

  第三,嫦娥二号直飞月球的方式对运载火箭的入轨精度和入轨速度提出了更加高的要求,执行此次任务的

  工作人员将长征三号丙火箭固定在发射塔内长征三号丙火箭,较之前护送嫦娥一号上天的长征三号甲火箭增加了两个助推器;

  第四,为获得着陆区的精细地形数据,嫦娥二号激光高度计在月面上留下的“激光足印”间距更小,激光测距精度也可达5米,从而获得月球上几个重点区域的高密度高程测量数据;

  第五,嫦娥二号所携带的CCD立体相机的空间分辨率由嫦娥一号时期的120米左右提高到小于10米,其他探测设备也将有所改进,所探测到的有关月球的数据将更加详实;

  第六,嫦娥二号的主要科学目标是对月球着陆区和其他重点区域进行精细测绘、立体成像,精细探测月面的元素成分与分布,月壤的电磁特性、粒度纬度和月壤层厚度,近月空间的环境等。嫦娥二号将获得的这些更高空间分辨率的探测数据可以与嫦娥一号的探测数据来进行互相校核;

  第七,嫦娥二号将演练嫦娥三号软着陆前的15千米×100千米椭圆轨道,这是探月卫星首次如此近地接近月表;

  第八,根据月球探测二期工程的要求,新增了X频段的测控,使得我国深空测控通信能力将扩展到“地球火星”间的距离。

  11月6日,央视《新闻30分》报道:我国自主研制的嫦娥二号卫星已确定进入正样研制阶段,将于2010

  固定在发射塔架上的长征三号丙火箭年发射升空。嫦娥二期工程也已经正式立项,计划在2012年前后,发射我国的月球着陆器和月球车。

  嫦娥二号和嫦娥一号卫星一样,主要进行绕月探测飞行,因此卫星的重量都是在2吨左右。由于两颗卫星探测的内容和目的不同,研制人员对用于科学探测试验的有效载荷做了调整。

  根据中国探月工程“三步走”的战略,在发射完嫦娥二号卫星以后,就要发射一个月球着陆器和月面车,对月球表明上进行探测。大家看到这一个一比一的月球着陆器的模型,这个是月球车的模型,在这里它可以模拟月球着陆器释放月球车的全过程。

  专家和记者说,月球着陆器可以对月球表明上进行月壤分析,月球车可以在距离着陆器5公里直径的范围内进行巡视探测。主要突破月面软着陆技术,月面巡视技术,同时还有月面巡视的无人自主导航技术。

  今日11时许,郑重进入发射程序,也就是不可逆程序。同时举行最后一次气象“大会商”,做出可执行气象报告。

  气象报告出炉,若能按期发射,那么在火箭发射前5.5小时(也就是今日13时30分许),开始低温为火箭加注液氢。为保证火箭的动力,加注工作要维持到发射前最后两分钟才断开。

  今日17时许,真正进入射前系统。此时,地面开始给系统加电,同时,各种口令也在此时开始不断传达、下发。这一节点预示着火箭进入了最紧张阶段。

  倒计时15分钟(今日18时45分),人员开始撤离,最后一批勤务人员离开2号发射塔架,撤离到塔架附近的山洞掩体。

  倒计时90秒(今日18时58分27秒),开始转电。即从地面供电转为系统内部电池供电,将连接在系统上的电缆插头拔掉。

  倒计时10秒(今日18时59分47秒)点火倒计时,01号指挥员开始读秒。

  2010年9月9日,国家国防科技工业局对外透露,目前我国探月工程二期“嫦娥二号”任务进展顺利,包括嫦娥二号卫星、长征三号丙运载火箭等在内的五大系统准备工作基本就绪,正在做发射前的测试准备,计划于今年年底前实施飞行试验任务。

  2010年9月25日,“嫦娥二号”探月卫星完成了发射前的第三次合成演练,这在某种程度上预示着嫦娥二号发射已

  承载嫦娥二号卫星的长征三号丙火箭进入了倒计时。10月1日,嫦娥二号有望开始奔月之旅。昨天记者获准进入西昌卫星发射中心,“零距离”接触了嫦娥二号,目前,有关专家正在做最后的发射准备。 西昌卫星发射中心距离西昌市区大约60公里,记者驱车将近一个小时,经过多道关卡检查后,才到达发射核心场地发射平台。

  “昨天下午,发射基地已经对嫦娥二号进行探月前的第三次合成演练,所有发射前的检查、调试都进行完毕,现在就等着对火箭进行加注燃料了。”现场一位工作人员和记者说,目前嫦娥二号奔月已确定进入倒计时,如果天气允许,本周有望发射。

  “一旦决定发射,嫦娥二号卫星火箭将从平台内迅速转移到塔楼内,进行点火发射。”工作人员介绍说,为了让更多的人届时能在现场欣赏到嫦娥二号的完美升空,有关部门已经在离发射平台3公里外搭建了一座现场观测点,“那里可以容纳1000多人观看。”

  据介绍,“嫦娥二号”的飞行程序和“嫦娥一号”相似,关键是它的工作轨道是200公里,这次计划把它降到100公里,能把月球看得更清楚,且其飞赴月球的时间将比“嫦娥一号”缩短,估计不到5天即可到达月球轨道。

  2010年9月28日,西昌卫星发射中心发射测试站561控制大厅,数十位专家以及各个系统的在岗人员对嫦娥二号卫星和运载火箭进行了发射前的最后一次总检查,嫦娥二号各个系统运转正常,经评审团对检查结果进行评审,评审显示各个参数正常,各个系统间配合正常达标,嫦娥二号进入燃料加注发射阶段,预计在9月29日下午将进行最后一次模拟发射合成演练。

  除了进行合成演练外,在正式发射前,“嫦娥二号”还将进行一项最关键的工作:加注燃料。嫦娥二号运载火箭的燃料分为两种:一种是常规燃料,在火箭发射前36小时内加注;另一种是低温燃料,将在火箭发射前7小时加注。水的沸点是100℃,而这些低温燃料的沸点分别为-253℃和-183℃。在空气中极易挥发,稍有不慎极易引发爆炸,所以对加注燃料的技术方面的要求非常高。

  记者28日下午在发射场看到,充当工作平台的活动塔与2号固定发射塔紧紧对接着,嫦娥二号被活动塔包裹在里面,接受专家和工作人员的最后测试。

  据工作人员介绍,活动塔“脚”下装有64只滑轮,在进行模拟发射演练和发射前,活动塔被挪移到150米外。2010年9月29日下午,发射场将进行最后一次模拟发射合成演练,2010年9月30日下午或10月1日上午将加注最后一次燃料。

  2010年9月28日,西昌卫星发射中心全面,当日起至嫦娥二号发射时,发射中心停止接待游客。记者当日上午在前往西昌卫星发射中心的专用公路上看到,距离发射中心10公里的路段上,4个哨卡严密审查过往车辆。

  泽远乡跃进村村委会负责人和记者说,一般在卫星发射前两小时通知乡亲们自备食物和饮用水前往安置点;若是夜间疏散、雨天疏散,卫星基地、乡政府还会为乡亲们准备电筒、雨衣。

  此次嫦娥二号为何会选择在2号发射塔架进行发射,基地一位工作人员称,今年以来,基地内的发射任务较多,一般2号和3号两个发射塔架会轮流承担火箭发射任务,此前3号塔刚执行过任务。

  嫦娥二号卫星发射日期日益临近,记者昨日获悉,承担卫星海上测控任务的3艘远望号卫星测量船已经全部到达预定海域,一切准备工作都已部署妥当,同时中国卫星海上测控部还制定了数千项应急预案。目前,远望测量船队在太平洋的风浪中等待嫦娥二号卫星发射升空。

  承担本次海上测控任务的是中国卫星海上测控部所属的远望三号、远望五号和远望六号3艘卫星测量船。这三艘船经过数十天的航行,目前已经分别到达太平洋的预定海域。待卫星发射升空后,整个远望船队将通过“接力”的方式承担嫦娥二号卫星太阳帆板展开、卫星状态切换及监视等一系列重要任务。

  随远望六号测量船出海的中国卫星海上测控部总工程师周朝猛向记者介绍说,执行本次任务的三艘测量船是“两代船”。其中,远望三号船是我国第二代综合性航天远洋测量船,主要担负卫星、飞船和其他航天器全程飞行试验海上测量和控制任务,全船集中了二十世纪九十年代科学技术精华,船长180米,宽22.2米,高37.8米,排水量达1.7万吨,于1995年投入到正常的使用中;而首次参加嫦娥任务的五号船和六号船是一对“姊妹船”,是我国第三代航天远洋测量船。这两艘船分别于2007年和2008年投入到正常的使用中,具有国际领先水平。“五号船和六号船都是首次参加嫦娥任务,这次任务与以往的有很大不同,具有相当大的挑战。”

  海上测控不同于陆地测控,海上测控受气象水文等影响较大,需要航海动力、通信、测控等多个部门的通力合作才能对卫星进行精确测控,中间哪一个环节出了纰漏,后果将不堪设想。同时,三艘船在海上的协同合作也十分重要。在等待卫星发射期间,三艘远望号测量船进行了多次任务联调演练,保障人员、设备处于最佳状态。以记者跟随的远望六号船为例,为确保任务万无一失,嫦娥二号任务的联调演练已经进行了上百次。

  远望六号测量船船长凌元和记者说,六号船在本次嫦娥任务中将主要负责卫星入轨段及地月转移轨道段的海上测控。其中,卫星太阳翼展开、定向天线展开以及卫星测控模式转换等一系列动作的控制与监视将是六号船的关键任务。9月28日上午,六号船又进行了卫星发射期间任务海域的天气气象会商。依据气象会商结果,卫星发射时六号船所在的任务海域将是多云间晴的天气,东南风5-6级,涌浪2.0-2.5米,能见度在10至15公里。凌船长表示,这样的气象条件对于海上测控来说是比较有利的。船党委书记史磊说,六号船各个部门信心坚定,士气高涨,完全有决心完成好嫦娥二号海上测控任务。

  据中国卫星海上测控部党委书记丁兴农透露,早在今年2月就开始从设备的调试、人员的培训等不同方面做准备。三号、五号、六号船进行了设备线路的故障排查和升级改造;对于即将执行嫦娥任务的科学技术人员,中国卫星海上测控部也进行了有明确的目的性的培训,其中一个特点是使科学技术人员具备一人多能的本领,一个人可以胜任多个不同的工作岗位。这次派出的三艘测量船也是实力最强、设备最先进的三艘船。

  中国卫星海上测控部主任费加兵说,由于各个测控海域离祖国大陆的距离不同,三艘测量船自7月下旬先后驶离长江港口。为顺利到达预定海域,三艘船在航程中均经历了太平洋上的大风、大浪、大涌,有的预定海域还是之前远望船队从未到达过的。这些海域海况复杂,均有可能出现风速9级以上、涌浪高4米以上的危害性海况,同时在航行震动、海面温湿度、盐分腐蚀、设备使用的时间等因素影响下,船载设备易出现故障,各种意想不到的情况随时有可能发生。为此,整个远望船队设计包括航海、测控、通信、调度、气象、船舶动力、航行、水电空调等各方面的应急预案。

  记者所在的远望六号船就先后制定了80多项应急预案保障测量船与北京指挥中心的通信流畅,40余项用于保障测控稳定有效,40余项用来保障航海气象系统提供及时、准点、准确的航行测量数据,30余项确保供电、空调、设备用水的安全,130余项用于保障船舶动力。所有这些措施都是为了确认和保证嫦娥二号海上测控任务的万无一失。

  中国西昌卫星发射中心总工程师陶钟山28日说,为迎接马上就要来临的嫦娥二号发射,西昌卫星发射中心进行了百余项技术改进,进一步提升了发射场的可靠性和整体发射能力。

  陶钟山说,在成功发射中国首颗探月卫星嫦娥一号后,发射场系统对相关设备设施进行了改造,包括更新测量雷达、更新遥测系统、改造光学仪器、优化加注系统等在内的技术改进达上百项。

  在这期间,西昌卫星发射中心连续成功进行了10次发射,把一系列导航卫星、气象卫星、通信卫星和广播电视卫星等送入太空。陶钟山说,这些发射进一步丰富了发射场工作人员的经验,对程序优化、岗位优化、人员训练等起到了显著的促进作用。

  此外,这个中心还先后通过了环境和职业健康安全两个国家标准的认证,并于2009年再次通过ISO9001国际质量管理体系认证。

  2007年“嫦娥一号”卫星发射时,“零窗口”一直是关键词之一。所谓“零窗口”,即指在预先计算好的发射时间,分秒不差地将火箭点火升空,不允许有任何延误与变更。

  在“零窗口”发射时火箭的发射时间就没有调整的余地,一般会用定时控制火箭点火的办法来实现“零窗口”的发射。如果火箭不能准时发射,则要推迟发射,等待下一次发射窗口,甚至要推迟一天或若干天才能发射。所以“零窗口”发射对火箭可靠性提出了更高的要求。

  中国航天科技集团宇航部部长赵小津在“嫦娥一号”卫星发射前向媒体表示,“嫦娥一号”的发射窗口预留了35分钟,在这35分钟内都可以发射。但在最后一分钟发射与在第一分钟发射相比,相比卫星燃料将要损失120公斤,这对总共只有1200公斤燃料的“嫦娥一号”是很大的损失,将直接影响其上班时间和工作寿命。如果由于特殊原因在这35分钟内异常发射,就只能取消发射计划,推迟到第二年重新确定发射窗口。

  科技日报记者从中国运载火箭技术研究院网站了解到,早期火箭的发射窗口是根据光学观察条件来确定的,发射时间一般选择在凌晨或傍晚,这时太阳处于地平线的位置上,阳光能照射到火箭,而大地处于比较暗的环境中,产生较大的反差,形成较好的光学观察条件,以便对火箭飞行进行光学测量研究。

  应用卫星出现后,卫星对发射条件的要求更复杂,这时光学观察条件成为极为次要的条件。由于卫星的功能、用途各不相同,各类卫星对运载火箭发射条件有不同的要求,相应发射窗口也不尽相同。

  一般来说,发射窗口主要有下列约束条件:太阳照射卫星飞行下方(星下点)地面目标的光照条件(如气象、资源等卫星);卫星太阳帆板与太阳光线的相对关系(太阳能电池供电的要求);卫星姿态测量精度要求的地球、卫星、太阳的几何关系;卫星温度控制要求太阳只能照射卫星某些方向;卫星处于地球阴影内时间长短的要求(太阳能电池供电的要求);着落回收时间的要求(如返回式卫星、载人飞船等);对卫星轨道面的特定要求(如移动通信卫星星座、轨道交会、轨道拦截等);地球与目标天体相对位置的要求(如月球探测器、行星探测器等);其他如地面跟踪测量条件、气象条件等。

  确定发射窗口,其实就是根据约束条件来确定飞行轨道与特定对象(如太阳、月球、交会对象等)之间的相对位置,同时也选择适当的发射环境条件。

  资源卫星、照相侦察卫星、中轨道气象卫星等,要求对地面目标区域有较好的光照条件,发射窗口要选择在白天。载人飞船除了要对地观察外,同时要求在白天返回着落场,因此发射窗口也在白天,其发射窗口宽度则要受到姿态测量和温控的制约,另外卫星运行区域和载人飞船着落场区的气象条件也是发射窗口需要仔细考虑的因素。地球同步卫星(包括地球同步通信卫星、地球同步气象卫星等)的发射窗口主要根据太阳角、地影、日地张角、地面测量等约束条件,因此它与太阳位置、卫星姿态、轨道、卫星控制方式(自旋稳定方式或三轴稳定方式)、轨道变轨方式、卫星的布局形式以及地面站位置等有关。

  对不同的卫星即使轨道相同,发射窗口也有可能有较大的差别。一般说,由于发射地球同步卫星时火箭发射段的航程较长,发射点所在的子午面与转移轨道主轴(轨道近地点与远地点的连线)的夹角较大,而卫星的变轨操作等都是在转移轨道的远地点进行的,如果为满足太阳角和日地张角等的约束,远地点应处在白天环境下,这时地球同步卫星的发射就要在晚间进行。发射窗口宽度一般为1小时左右。

  对于卫星星座、轨道交会、轨道拦截等发射任务而言,由于要求将卫星送入惯性空间中预定的轨道面,因此对发射时间有更严格的要求,发射时间由轨道面在惯性空间中的指向(轨道升交点赤径)确定,在一天24小时内都可能会。发射窗口的宽度取决于轨道面的误差要求。

  月球探测器和行星探测器的发射窗口主要根据目标天体(月球或行星)的位置,发射必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之时间范围内进行。如果错过最近一段时间,地球与目标天体的相对位置发生明显的变化,则相应要调整火箭的发射方位角或飞行路线。

  这126次探月活动中,美国57次,苏联64次,日本2次,欧空局、中国和印度各1次。以上成功或基本成功63次、失败63次,成功率50%。

  从1958年至1976年,美国共发射了7个系列54个探测器:先驱者系列(5次发射,1次成功),徘徊者系列(9次发射,3次成功),月球轨道器系列(5次成功发射),勘察者系列(7次发射,5次成功),阿波罗系列(11次成功发射),“艾布尔”系列(3次发射,全部失败),“探险者”系列(3次发射,2次成功)。

  1958年至1976年,苏联共发射了4个系列64个月球探测器:月球系列(43次发射,24次成功),探测器系列(14次发射,5次成功),“宇宙”系列(6次发射,全部失败),联盟L3号(失败)。

  1990年1月,日本发射飞天号月球轨道器,成为第三个发射月球探测器的国家。飞天号接近月球后与地面失去联系,未获得探测成果。

  1994年1月,美国发射克莱门汀号月球轨道器,绘制月球表面数字地形图,发回180万张图片。

  1998年1月,美国发射月球勘探者号轨道器,进行遥感探测,并于同年7月撞击月球寻找月球存在水冰证据。

  2003年9月,欧空局发射第一个月球探测器Smart-1,采用太阳能离子发动机,成功完成预期月球探测任务,并于2006年9月撞月。

  2007年9月,日本“月亮女神”(SELENE)月球轨道器发射成功。2009年6月,“月亮女神”受控撞月,结束为期2年左右的探测任务。

  2007年10月,我国嫦娥一号发射,圆满完成预定探测任务,于2009年3月受控撞月。

  2008年10月,印度的“月船1号”绕月卫星发射成功,对月球进行了全球成像,并进行了矿物和化学测绘。2009年8月,“月船1号”在轨工作312天后,与地面失去联系。

  2009年6月,美国发射“月球勘测轨道飞行器”(LRO)和“月球坑观测与遥感卫星”(LCROSS),10月9日LCROSS成功撞击月球,发现了水。LRO目前仍在轨工作。

  我国“嫦娥二号”探月卫星将于10月1日至3日在西昌卫星发射中心择机发射,目前卫星、火箭、发射场、测控和地面应用五大系统,正在进行发射前最后的技术准备工作。

  “嫦娥”再度奔月,几多新闻看点。“嫦娥二号”探月卫星发射前夕,本报记者专访“嫦娥二号”五大系统总设计师,为您全面解读“嫦娥二号”即将展开的奔月之旅。

  “嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份星。因为“嫦娥一号”出色完成了探月一期工程目标,没有必要再发射备份星。为最大限度节省国家的资金,我们对这颗“嫦娥一号”的备份星进行了一系列技术改进,把它改造成了探月二期工程的先导星“嫦娥二号”。从外观来看,“嫦娥二号”和“嫦娥一号”大小和形状几乎完全一样,可谓孪生姊妹。

  直接奔月了。“嫦娥一号”是先发射到地球附近的过渡轨道,绕地球7天以后才飞向月球。最终到38万公里外的月球,“嫦娥一号”飞行了13天多。此次“嫦娥二号”卫星将由运载火箭直接送入奔月轨道,预计5天左右就可到达月球。

  飞得更近了。相比“嫦娥一号”200公里高度环月轨道,“嫦娥二号”将进行100公里高度环月探测,并将进入100公里×15公里椭圆轨道绕月飞行,最近点距离月球只有15公里,将在更近距离内探测月球地形地貌。

  装备更好了。“嫦娥二号”将携带诸多新装备奔月,比如,“嫦娥一号”搭载的CCD相机分辨率为120米。而“嫦娥二号”搭载的CCD相机在100公里圆轨道和100公里×15公里椭圆轨道的近月点处,将分别对“嫦娥三号”的预选着陆区进行优于10米和1.5米分辨率的成像试验,能获得更清晰、更详细的月球表面影像数据。

  技术更新了。同“嫦娥一号”相比,“嫦娥二号”技术系统更为复杂。“嫦娥一号”有9个分系统,“嫦娥二号”增加了一个技术验证系统,主要验证“嫦娥三号”任务的部分关键技术,为后续任务实现月面软着陆积累经验。

  在“嫦娥二号”执行任务过程中,面临的主要风险有3点:一是发射时火箭能否将卫星精确送入奔月轨道;二是卫星到达月球时能否被月球顺利捕获;三是能否顺利降到距月球15公里的轨道上。“嫦娥二号”卫星设计寿命半年,但只要一切按计划进行,节省出的燃料能够让“嫦娥二号”卫星“伴月”的时间更长,完成更多的探测试验任务。

  尽管已经成功发射了“嫦娥一号”,但对我们来说,每一次发射都是全新的挑战,必须从“零”开始。

  此次“嫦娥二号”发射任务的新情况,可将其归纳为“两变”:发射位置变了,发射窗口变小了。

  由于“嫦娥二号”要直飞月球,推力要大。故与“嫦娥一号”选择“一塔制”的3号发射工位不同,“嫦娥二号”将选择“两塔制”(包括脐带塔固定、勤务塔移动)的2号工位进行发射。长征三号丙运载火箭带助推,将带给“嫦娥二号”更强劲的推力。

  看似简单的位置变化,带来的却是一连串新的技术挑战。为确保已使用20多年的2号工位胜任此次发射任务,我们对其进行了有关技术升级和改造,开展了发射塔大封闭空调系统、常规加注系统等30余项技术改造,仅完成的设计施工图纸就达600多张。

  “嫦娥二号”发射窗口的变化,也对发射场系统设备的可靠性提出了更加高的要求。与“嫦娥一号”多次变轨奔月不同,“嫦娥二号”将直接飞向月球,因而发射窗口的限制更多、可选择时段更少。“嫦娥一号”发射窗口设计周期是1个月,“嫦娥二号”窗口周期则是半年。如错过今年10月的发射时机,就只能等到明年4月了。“嫦娥一号”发射实现了“零窗口”,“嫦娥二号”我们力争也要达到这一目标。

  为确保万无一失,我们严把测试数据关、质量归零关、数据复核关和阶段评审关,系统梳理完善了需着重关注的关键设备和应急预案。

  只有想不到,没有做不到。我们甚至预想到了防范多种意外灾害,专门对供配电分系统的某些地方进行了改造。为确保每一项设备都“健康上岗”,我们一定要精细、精细、再精细

  迄今为止,人类已进行的100余次探月活动,成功率仅有50%,其中多数问题源自火箭。相比“嫦娥一号”任务,“嫦娥二号”任务对运载火箭推力的要求更大,卫星入轨精度要求更高。

  发射“嫦娥一号”时,我们比较小心谨慎,慢慢地调整轨道,飞行了13天14小时19分、行程206万公里才到达月球。这次发射“嫦娥二号”,我们更有把握了,可以直接射向月球,预计5天左右完成38万公里的奔月之旅。当月球捕获“嫦娥二号”后,卫星便可按照我们的设想开展系列试验工作。

  实现这一目标,离不开成熟的火箭发射技术。其实,发射卫星就像一种特殊的“打靶”,力量要把握得恰到好处力量大了,卫星有可能直接撞上月球;力量小了,卫星又可能与月球擦肩而过。

  因此,我们在火箭的选择上慎之又慎。经过反复研究论证,我们把发射“嫦娥二号”的重任交给了长征系列火箭的新成员长征三号丙运载火箭。

  与发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭相比,长征三号丙运载能力更大,由2.6吨提高到了3.8吨。火箭起飞重量约为345吨,总长54.84米,整流罩直径4米。

  自2008年首飞以来,长征三号丙运载火箭已经进行了4次发射,成功率100%。

  长征三号丙运载火箭属于中国12个型号的长征系列运载火箭之一,是“金牌火箭”长征三号甲的孪生兄弟,最大的特征是由三级液体火箭捆绑2个助推器组成,这种独特的“非全对称”火箭在“长征”系列里是唯一的。它的投入使用,填补了我国高轨道运载能力的一个空白,真正形成火箭运载能力系列化。

  此外,为满足 “嫦娥二号”任务的多项需求,长征三号丙运载火箭对整流罩等进行了改进,对遥测参数、延时存储器和利用控制机配套数量进行了调整,并采用制导关机技术,完全能满足“嫦娥二号”卫星精确入轨的要求。

  同样的距离,不一样的路。如果将“嫦娥一号”13天多的“奔月”之路比作“国道”,那么“嫦娥二号”将要走的是一条“高速公路”,只用5天就可重访月宫。

  “嫦娥二号”采用可连续3天发射的任务方案。与“嫦娥一号”任务布设2艘测量船不同,此次任务我们将布设3艘“远望”测量船,列阵大洋携手牵“嫦娥”。

  “嫦娥二号”环月后,将择机进入100公里×15公里的椭圆轨道。这就是说,卫星距离月球最近时仅15公里,相当于地面上客机在15000米高空飞行。卫星飞行至月球背面,地面无法监视其状态,加上月球表面有许多67公里高的山峰,若控制不好,卫星存在撞月的危险。

  风筝高飞线在手。“嫦娥二号”在遥远太空能否顺利完成和“月宫”15公里的“亲密接触”,取决于“放风筝者”咱们航天测控人飞控的精细水平。

  我们预设了火箭入轨异常、变轨未能实施或滞后实施、发动机故障等共106种预案故障模式,并制定了153种故障处理对策,以此确保“嫦娥二号”任务万无一失。

  “嫦娥二号”还有一项任务引人注目:验证“嫦娥三号”任务关键技术X频段。X频段是国际深空探测技术的发展的新趋势,与日益拥挤的S频段相比,X频段测控资源更丰富。从理论上讲,X频段轨道测量精度会更高,也可使相应的星载设备体积小型化,有利于飞行器飞得更远。

  目前,我国深空网建设已全面展开,将着力建设3个大型深空探测站。预计到2016年左右,能轻松实现三站联网。不久的未来,将为中国的载人登月、火星探测提供支持

  形象地比喻,地面应用系统是探月工程的“头”,又是探月工程的“尾”。在工程初期,地面应用系统要负责科学目标设定;任务实施时,它又是卫星有效载荷业务运行的管理中心,是探测数据的处理与管理中心。不夸张地说,我们“起得最早,睡得最晚”。

  有效载荷的变化是“嫦娥二号”的重要看点之一。“嫦娥一号”有效载荷是8种,“嫦娥二号”则为7种。尽管我们取消了“嫦娥一号”原有的干涉成像光谱仪,但对激光高度计、X射线谱仪等进行了适应性改造,“嫦娥二号”实际功能更精细更先进了。此外,还有一个变化值得大家关注:“嫦娥一号”是到了月球近月轨道才打开有效载荷,这次“嫦娥二号”有效载荷则是一边奔月一边展开,以便更好探测地月空间环境。

  随着有效载荷的变化,“嫦娥二号”数据接收任务也将出现重大改变。在“嫦娥一号”任务中,卫星在地月转移轨道,地面应用系统没数据接收任务。而在“嫦娥二号”任务中,从卫星发射的第二天起,就开始有了数据接收任务。

  此次“嫦娥二号”数据接收,同“嫦娥一号”一样,主要利用北京密云和云南昆明两个地面接收站。两个地面站分别拥有50米和40米口径天线的数据接收系统。为了能够更好的保证探测数据接收的可靠性和完整性,两个地面站将同时工作,互为备份。

  当然,为了更好地完成“嫦娥二号”任务,我们对有关地面数据接收系统来进行了针对性改造,提高数据传输效率。数据接收码速率将从3兆/秒提高至6兆/秒,在任务过程中,我们还将试验更高的数据接收速度。

  “嫦娥二号”相比于“嫦娥一号”而言,最大的一个技术亮点,就是CCD相机分辨率有了量级性提高。

  2008年11月12日,“嫦娥一号”从距离月球200公里高空获取了“中国第一幅全月球影像图”。这一次,更值得国人期待的是:“嫦娥二号”将从15公里近月点“睁开眼睛”,拍回未来“嫦娥三号”月球预选着陆区的高分辨率的三维影像图。届时,呈现在大家面前的将是更为清晰的“月亮的脸”

  西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心面积很大,方圆达几十平方公里。除了发射场的核心区域不能擅自进入以外,周围地区目前还没有过于严格的限制,一些当地的老百姓还照常生活。据一位航天专家和记者说,由于火箭升空时产生的热气会扩散到周边1公里左右的地方,巨大的气浪对人体也有影响。因此,在“嫦娥二号”发射升空2小时之前,以2号发射塔为圆心,2.5公里范围内的居民都必须远距离疏散,在2.5公里到6公里之间的居民,可以“就地疏散”,人员离开房屋待在开阔地就可以了。月工程的总体设计,“嫦娥二号”卫星的主要任务是获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据。因此,卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将比“嫦娥一号”更高。“嫦娥二号”的飞行程序和“嫦娥一号”相似,但是,“嫦娥一号”的工作轨道是200公里,这次计划把“嫦娥二号”降到100公里,看月球会更清楚一些。另外,“嫦娥二号”飞赴月球的时间将比“嫦娥一号”缩短,估计不到5天即可到达月球轨道。另外,与发射“嫦娥一号”的3号平台不同的是,此次发射“嫦娥二号”的2号平台使用的是黄色升降台技术,这是中国航天专家的一个创新。

  据国防科工局介绍,考虑到我们国家科技水平、综合国力和国家整体发展的策略,2020年前,我国月球探测工程以无人探测为主,分三个实施阶段。

  “绕”:2004年~2007年(一期),研制和发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测。这一阶段主要任务是研制和发射月球探测卫星,突破绕月探测关键技术,对月球地形地幔、部分元素及物质成分、月壤特性、地月空间环境等进行全球性、整体性与综合性的探测,并初步建立我国月球探测航天工程系统。

  “落”:2013年前后(二期),进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。主要任务是突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通讯与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,研制和发射月球软着陆探测器和巡视探测器,实现月球软着陆和巡视探测,对着陆区地形地貌、地质构造和物质成分等进行探测,并开展月基天文观测。

  “回”:2020年前(三期),进行首次月球样品自动取样返回探测。主要任务是突破采样返回探测器小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等技术;在现场分析取样的基础上,采集关键性样品返回地球,进行试验室分析研究;深化对地月系统的起源与演化的认识。

  在“绕”“落”“回”均成功实现以后,我们才可以进行下一步的人登上月球的计划。

  今天上午,文昌市委、市政府举行征地工作初征仪式,全市共有18个征地工作队开赴龙楼镇、东郊镇等地进行土地调查摸底,并将在半年时间内确定最终的征地方案,为航天发射中心的顺利运转准备好。征地工作将按照“和谐征地,自愿拆迁”的原则进行,在确保国家大局的同时,充分考虑到当地老百姓的切身利益。

  据了解,征地工作完成后,被转移的当地群众将被妥善安置在航天发射中心的附近,政府将出资为群众建造住房和铺面,并对有劳动能力的群众进行培训,保证群众的正常生活、生产和发展。

  另记者从有关权威人士处获悉,文昌航天发射中心建成后,将有望发射和“嫦娥三号”,届时,文昌和海南人民将有幸见证这一历史时刻。