嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星承擔(dān)四大任務(wù)
除運(yùn)載火箭系統(tǒng)之外,，繞月探測工程還有衛(wèi)星,、發(fā)射場、測控和地面應(yīng)用等四大系統(tǒng),。此次繞月探測工程衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”，是我國第一顆月球探測衛(wèi)星,。它于2005年年底完成衛(wèi)星初樣產(chǎn)品的研制和相關(guān)試驗(yàn),，今年8月完成產(chǎn)品研制，并通過各項(xiàng)試驗(yàn)考核驗(yàn)證,。 -衛(wèi)星系統(tǒng) “嫦娥”須完成四項(xiàng)任務(wù) 嫦娥一號(hào)衛(wèi)星選用東方紅三號(hào)衛(wèi)星平臺(tái),，并進(jìn)行了適應(yīng)性改造。其外形與東方紅三號(hào)衛(wèi)星相似,，衛(wèi)星本體為一個(gè)2.22米×1.72 米×2.2米的六面體,，兩側(cè)各裝有一個(gè)大型展開式太陽電池翼，當(dāng)兩側(cè)太陽翼完全展開后,，最大跨度可以達(dá)到18米,，重量為2350千克，設(shè)計(jì)工作壽命為一年,，將運(yùn)行在距月球表面200千米高的極月圓軌道上(如圖),。 據(jù)介紹,，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星由9個(gè)分系統(tǒng)組成。嫦娥一號(hào)衛(wèi)星將直接執(zhí)行月球表面三維影像探測,、月表化學(xué)元素與物質(zhì)探測,、月壤厚度探測和地月空間環(huán)境探測等4項(xiàng)科學(xué)任務(wù)。其中,，衛(wèi)星上的微波探測系統(tǒng)將負(fù)責(zé)探測月壤厚度,；X射線譜儀將負(fù)責(zé)測量月球表面元素的種類和豐富程度；而星敏感器承擔(dān)對地,、對星,、對太陽的跟蹤；干涉成像光譜儀,、CCD相機(jī)和激光高度計(jì)探頭共同承擔(dān)月球表面三維影像探測任務(wù),；太陽風(fēng)離子探測器負(fù)責(zé)探測地月空間環(huán)境。 專家介紹,，我國的航天器已經(jīng)到達(dá)的距地球最遠(yuǎn)的距離為7萬公里,，而月球距地球38萬公里，而且月球以及月球與地球和太陽的相對關(guān)系非常復(fù)雜,，所以嫦娥一號(hào)衛(wèi)星與一般的地球衛(wèi)星有很大不同,，在軌道設(shè)計(jì)、測控,、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制,、熱控和數(shù)據(jù)接收天線研制等方面具有自己的特殊性和關(guān)鍵技術(shù)。 比神舟六號(hào)多9倍指令 月球探測工程中心副主任郝希凡在接受記者采訪時(shí)表示,，嫦娥是我國傳載千年的一個(gè)美麗神話故事,，寄予了人們的無數(shù)美好夢想，所以,，在第一次繞月探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組會(huì)議上,，決定將我國的第一個(gè)月球探測衛(wèi)星命名為嫦娥一號(hào)。 北京航天飛行控制中心專家昨天也接受了記者采訪,。專家透露,， “嫦娥一號(hào)衛(wèi)星飛行控制是目前我國發(fā)射的航天器中最復(fù)雜的?！?/span> 嫦娥一號(hào)衛(wèi)星燃料的重量約占總重量的一半,，奔月過程中需要下達(dá)各種指令2000多條。相比之下,，我國發(fā)射的神舟六號(hào)飛船僅需3次左右的軌道控制,，下達(dá)200至300條指令。 征途中需10次保駕護(hù)航 昨天,，北京航天飛控中心總體室主任助理陳顯峰詳細(xì)介紹了衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)10次點(diǎn)火控制的全過程： 第一次點(diǎn)火,，抬高近地點(diǎn)：火箭把衛(wèi)星送入軌道約一天后,，地面注入指令，衛(wèi)星主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火實(shí)施變軌,，將近地點(diǎn)抬高到約600公里,，讓衛(wèi)星經(jīng)過測控站上方時(shí)速度相對減少，便于后續(xù)控制,。 第二,、三、四次點(diǎn)火,，讓衛(wèi)星不斷加速：這3次變軌目的都是加速,，每變軌一次，衛(wèi)星的速度就增加一點(diǎn),，通過3次累積,，衛(wèi)星加速到10.916公里/秒以上的進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的最低速度，向月球飛去,。 第五,、六、七次點(diǎn)火,，修正衛(wèi)星的飛行方向：從地球扔一塊石頭到月球上的概率，相當(dāng)于用步槍擊中20公里外靶子靶心的難度,。要知道,，即使是奧運(yùn)射擊冠軍，超過兩公里也很難打中10環(huán),。因此,，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星計(jì)劃在地月轉(zhuǎn)移段的第17小時(shí)、41小時(shí),、90小時(shí)前后,，3次發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火進(jìn)行中途修正。 第八次點(diǎn)火,，緊急“剎車”捕獲月球：當(dāng)衛(wèi)星終于看到月球的時(shí)候,，如果不能成功“剎車”，就會(huì)沿切線與月球擦身而過,，飛向距離地球200萬公里以外的深空,，永遠(yuǎn)錯(cuò)過與月球“約會(huì)”的機(jī)會(huì)。 第九,、十次點(diǎn)火,，建立精確的繞月工作軌道：通過這兩次變軌，衛(wèi)星建立起周期為127分鐘的繞月球兩極飛行的圓形軌道,，完成調(diào)整姿態(tài),，使科學(xué)探測儀器對準(zhǔn)月球進(jìn)行探測,，太陽帆板對準(zhǔn)太陽吸收太陽能，天線對準(zhǔn)地球傳輸數(shù)據(jù)和接收指令,。至此,，衛(wèi)星完成總里程100多萬公里的奔月行程，開始科學(xué)探測工作,。 -發(fā)射系統(tǒng) 萬事俱備 靜等“老天”幫忙 在我國的3個(gè)航天發(fā)射場中,，只有西昌衛(wèi)星發(fā)射中心具備發(fā)射長征三號(hào)甲等大推力火箭的能力，因此,，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心責(zé)無旁貸地承擔(dān)了這一重任,。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心組建以來，先后成功組織了“亞洲一號(hào)”“澳星”“風(fēng)云二號(hào)”等50多次國內(nèi)外衛(wèi)星的發(fā)射,。 嫦娥一號(hào)衛(wèi)星為何選擇在10月底發(fā)射,？西昌衛(wèi)星發(fā)射中心氣象室高級工程師郭學(xué)文22日在接受記者采訪時(shí)說，除了天文學(xué)方面的考慮外,，氣象條件也是重要因素,，因?yàn)?0月份是西昌發(fā)射衛(wèi)星的“黃金季節(jié)”。 西昌地區(qū)海拔高,、緯度低,、落區(qū)人口稀少，是發(fā)射衛(wèi)星的理想地理位置,，然而氣象條件卻是我國幾個(gè)衛(wèi)星發(fā)射中心中最復(fù)雜的,。場區(qū)處于我國三大強(qiáng)雷暴區(qū)之一的西南雷區(qū)邊緣，雷雨對流天氣多,，對發(fā)射任務(wù)影響極大,。“但進(jìn)入10月份以后,，影響發(fā)射場區(qū)氣象的不利因素逐步減少,，氣象條件趨于穩(wěn)定?！惫鶎W(xué)文說,，這為衛(wèi)星的成功發(fā)射創(chuàng)造了有利條件，也是西昌發(fā)射衛(wèi)星大多選擇在這一時(shí)段的原因,。 郭學(xué)文表示,，“嫦娥”飛天必須具備這樣幾個(gè)氣象條件：第一，沒有強(qiáng)降水,。在整個(gè)發(fā)射期間,，也就是在4-8個(gè)小時(shí)內(nèi)，不能有超過1毫米即小雨以上的降水。第二,，無雷暴或閃電,。第三，地面風(fēng)不能大于14米/秒,，也就是必須低于5級,。“至于氣溫,、能見度等,，對‘嫦娥’飛天不會(huì)構(gòu)成實(shí)質(zhì)性影響?！惫鶎W(xué)文說,，“衛(wèi)星發(fā)射準(zhǔn)備已全部就緒，只待老天幫忙,?！?/span> -測控系統(tǒng) 遙控操作“嫦娥一號(hào)” 測控系統(tǒng)是繞月探測工程的一個(gè)重要組成部分，負(fù)責(zé)運(yùn)載火箭發(fā)射和嫦娥一號(hào)衛(wèi)星整個(gè)飛行任務(wù)期間的軌道測量,、遙測監(jiān)視,、遙控操作和飛行控制，以及嫦娥一號(hào)衛(wèi)星探測應(yīng)用期間任務(wù)計(jì)劃的實(shí)施與操作管理,，并通過高精度的測定軌,，為地面應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)探測數(shù)據(jù)的處理提供軌道數(shù)據(jù)保障。 -地面應(yīng)用系統(tǒng) 接收“嫦娥”探測數(shù)據(jù) 地面應(yīng)用系統(tǒng)是唯一能接收嫦娥一號(hào)探測的科學(xué)數(shù)據(jù)的系統(tǒng),，它將承擔(dān)多項(xiàng)任務(wù),，這包括依據(jù)繞月探測工程的科學(xué)目標(biāo)制定繞月探測工程的月球應(yīng)用科學(xué)計(jì)劃；確定月球探測器中有效載荷的工作模式和探測計(jì)劃,；調(diào)度月球探測衛(wèi)星上的科學(xué)探測儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集；并根據(jù)科學(xué)目標(biāo)對嫦娥一號(hào)的軌道和姿態(tài)提出控制指標(biāo),。 -鏈接·探月方式 我國探月起點(diǎn)較高 人類對月球的探測迄今為止已有數(shù)十年的歷史,，無人月球探測也經(jīng)歷了多種方式。 一是掠月探測,。月球探測器從距離不等的月球近旁飛過,，在飛過月球的短時(shí)間內(nèi)，對月球表面進(jìn)行攝像,，或利用儀器測量月球的重力場,、磁場或周圍輻射環(huán)境。這是最早的探月方式,。 二是硬著陸探測,。月球探測器直接撞擊在月球表面，在墜落前的瞬間，可對月球表面進(jìn)行近距離,、高分辨率攝像,，也可以測試月表的硬度等。 三是繞月探測,。月球探測器進(jìn)入環(huán)繞月球飛行的軌道,，在100千米至數(shù)百千米的高度上，在較長的時(shí)間里,，對大部分月面進(jìn)行攝像和環(huán)境探測,。 四是軟著陸探測。探測器在月表面軟著陸,，然后進(jìn)行原位探測,，或采用月球車在月面上巡游，對大范圍的月面進(jìn)行現(xiàn)場考察,。 五是自動(dòng)采樣并返回,。探測器在月球上軟著陸，自動(dòng)采集月球巖石和土壤樣品并返回地球,，然后在實(shí)驗(yàn)室對樣品進(jìn)行精細(xì)的分析研究,。 我國的探月工程以高起點(diǎn)起步，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星直接采用繞月探測方式對月球進(jìn)行探測,。
