五大系統(tǒng)負(fù)責(zé)人解讀嫦娥二號(hào)探月任務(wù)

　　作為中國(guó)探月工程二期的先導(dǎo)星，嫦娥二號(hào)將飛向月球，執(zhí)行二期工程部分關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)和繼續(xù)月球科學(xué)探測(cè)研究的任務(wù)。

　　與三年前的嫦娥一號(hào)飛行相比，這次任務(wù)有什么不同組成工程的各系統(tǒng)發(fā)生了什么樣的變化來(lái)自探月工程五大系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人對(duì)此作出全方位解讀。

　　衛(wèi)星：“探路先鋒”與月球更“親近”

　　【記者觀察】中國(guó)空間技術(shù)研究院研制的衛(wèi)星，加上中國(guó)科學(xué)院研制的有效載荷，共同組成了“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)。金黃色的立方體外表，很有些科幻味道。這顆被航天人稱為“嫦娥二姑娘”的衛(wèi)星跟嫦娥一號(hào)大小完全相同，與大多數(shù)地球同步軌道衛(wèi)星和“神舟”飛船相比，則嬌小得多。

　　【專家解讀】如果說(shuō)嫦娥一號(hào)是為中國(guó)人開(kāi)啟通往月球之路的鑰匙，嫦娥二號(hào)就是實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)的又一“探路先鋒”。嫦娥二號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師黃江川介紹，僅從工程角度而言，這顆衛(wèi)星的主要任務(wù)是驗(yàn)證距月面100公里近月制動(dòng)的月球軌道捕獲技術(shù)、驗(yàn)證100公里×15公里軌道機(jī)動(dòng)與飛行技術(shù)等6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

　　沿著科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)的奔月“快速路”，嫦娥二號(hào)不再像嫦娥一號(hào)那樣在環(huán)繞地球的橢圓軌道上“逗留”數(shù)天，而是直接從地月轉(zhuǎn)移軌道飛向月球，奔月時(shí)間從12天縮短為5天。黃江川說(shuō)，除此之外，這顆衛(wèi)星環(huán)月飛行的高度由嫦娥一號(hào)的200公里變?yōu)?00公里，距月球更近。在軌工作期間，它還將降軌至15公里高度，對(duì)嫦娥三號(hào)備選著陸區(qū)進(jìn)行拍攝。

　　這顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命是半年。對(duì)于半年之后它的“歸宿”，黃江川說(shuō)，落月、飛到更遠(yuǎn)的星空或是飛回地球軌道，需要在它在軌運(yùn)行進(jìn)行到一定階段時(shí)才能決定。

　　火箭：新“搭檔”瞄準(zhǔn)“移動(dòng)靶”

　　【記者觀察】同樣來(lái)自中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，長(zhǎng)征三號(hào)丙就像“金牌火箭”長(zhǎng)征三號(hào)甲的孿生兄弟，只是多出兩個(gè)助推器，如同兩枚尾翼鑲嵌在芯一級(jí)底部——這種“非全對(duì)稱”式的外形，在“長(zhǎng)征”系列火箭里是唯一的。這一結(jié)構(gòu)上的變化，把火箭的運(yùn)載能力從2.65噸提升到了3.8噸。

　　作為嫦娥衛(wèi)星的新“搭檔”，這枚火箭在嫦娥飛行中的“亮相”同樣短暫：天氣晴好的話，肉眼能看到發(fā)射后約146秒時(shí)的一二級(jí)分離；云層如果過(guò)厚，火箭僅幾秒鐘就會(huì)“消失”在人們的視線里。它的結(jié)局與“前任”也是相似的：在完成把衛(wèi)星送入預(yù)定軌道的任務(wù)后，火箭將以自我犧牲的方式墜落。

　　【專家解讀】之所以改用長(zhǎng)征三號(hào)丙火箭作為嫦娥二號(hào)衛(wèi)星的運(yùn)載工具，是為了實(shí)現(xiàn)工程的第一項(xiàng)目標(biāo)：突破火箭直接將衛(wèi)星發(fā)射至地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射技術(shù)�？s短衛(wèi)星的奔月路程和時(shí)間，看上去是多“送”了衛(wèi)星一程，其實(shí)是以更大的推力給了衛(wèi)星更高的初始速度。

　　火箭系統(tǒng)總指揮岑拯說(shuō)，軌道的特殊性要求更嚴(yán)格的發(fā)射窗口。通訊衛(wèi)星幾乎每天都有發(fā)射機(jī)會(huì)，嫦娥二號(hào)一年中卻只有幾天能夠發(fā)射，因此，確保準(zhǔn)時(shí)發(fā)射對(duì)于火箭至關(guān)重要。為此，火箭工作人員在確保設(shè)計(jì)質(zhì)量正確、確保地面試驗(yàn)充分、確�；鸺�與各大系統(tǒng)結(jié)合協(xié)調(diào)上下足了工夫。同時(shí)，火箭還對(duì)遙測(cè)參數(shù)、延時(shí)存儲(chǔ)器等進(jìn)行了調(diào)整，以滿足“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星精確入軌的要求。

　　“這是我們第一次執(zhí)行到地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射任務(wù)。如果說(shuō)以往的發(fā)射是打固定靶，這次就是打移動(dòng)靶�！贬�拯說(shuō)。

　　發(fā)射場(chǎng)：“零窗口”一如既往

　　【記者觀察】這是中國(guó)人已經(jīng)熟悉的一幕：乳白色的火箭乘著橘紅色的火焰騰空而起，背景或是大漠孤煙，或是青山夕陽(yáng)。后一種畫(huà)面，就是西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的發(fā)射場(chǎng)。發(fā)射嫦娥二號(hào)的是二號(hào)塔架。以其97.7米的高度和發(fā)射長(zhǎng)三甲系列火箭的全覆蓋能力，這座建于1990年的發(fā)射架被稱為“亞洲第一塔”。距離二號(hào)塔直線距離150多米處，矗立著曾把嫦娥一號(hào)送上天的三號(hào)塔架。這兩座塔架已經(jīng)成為西昌著名景點(diǎn)。

　　【專家解讀】發(fā)射場(chǎng)是嫦娥衛(wèi)星飛天的港灣，也是火箭、衛(wèi)星的“體檢中心”和“加油站”。發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)總指揮李尚福說(shuō)，為確保嫦娥二號(hào)發(fā)射成功，發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行了包括更新測(cè)量雷達(dá)、更新遙測(cè)系統(tǒng)、改造光學(xué)儀器、優(yōu)化加注系統(tǒng)等在內(nèi)的上百項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高了可靠性和整體發(fā)射能力。

　　與嫦娥一號(hào)一樣，嫦娥二號(hào)發(fā)射瞄準(zhǔn)的是“零窗口”。李尚福說(shuō)，在35分鐘的窗口時(shí)間內(nèi)，“零窗口”發(fā)射能比按照窗口后沿發(fā)射節(jié)省180公斤衛(wèi)星燃料。對(duì)于所攜燃料僅1300多公斤的嫦娥二號(hào)衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)彌足珍貴。

　　測(cè)控：讓“風(fēng)箏”飛得更遠(yuǎn)

　　【記者觀察】北京航天飛行控制中心、西安衛(wèi)星測(cè)控中心、遠(yuǎn)赴大洋的海上測(cè)量船、建于南美測(cè)控站以及歐洲空間局所屬測(cè)控站……北京飛控中心指控大廳長(zhǎng)12米、寬4米的巨幅顯示屏上，測(cè)控系統(tǒng)的各單元構(gòu)成了一幅完整的畫(huà)面。90多臺(tái)工作臺(tái)加上身著藍(lán)色防靜電工作服的工作人員，又是一個(gè)數(shù)字化的方陣。

　　【專家解讀】精確測(cè)軌和準(zhǔn)確的軌道控制，是嫦娥二號(hào)測(cè)控的最大難點(diǎn)。增加一艘遠(yuǎn)洋測(cè)量船、優(yōu)化軌道控制策略、研制S／X頻段統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)、改造青島站和喀什站……測(cè)控系統(tǒng)的種種改進(jìn)，都是圍繞這一點(diǎn)。同時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)了衛(wèi)星入軌異常、變軌未能實(shí)施或滯后實(shí)施、發(fā)動(dòng)機(jī)故障等共106種預(yù)案故障模式，制定了153種故障處理對(duì)策。

　　更令人矚目的是嫦娥二號(hào)肩負(fù)的一項(xiàng)重要任務(wù)——驗(yàn)證對(duì)嫦娥三號(hào)至關(guān)重要的X頻段測(cè)控技術(shù)。

　　“X頻段具有頻率高、傳輸帶寬寬等特點(diǎn)，是未來(lái)深空探測(cè)的主用頻段�！睖y(cè)控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師錢(qián)衛(wèi)平介紹說(shuō)，在嫦娥二號(hào)衛(wèi)星上搭載X頻段應(yīng)答機(jī)，與中國(guó)X頻段地面測(cè)控設(shè)備配合驗(yàn)證X頻段測(cè)控體制，將為嫦娥三號(hào)任務(wù)積累測(cè)控經(jīng)驗(yàn)，為未來(lái)更遠(yuǎn)的深空探測(cè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

　　“有了這個(gè)頻段，我們可以用更小的設(shè)備、更低的功率傳輸更多的數(shù)據(jù)，可以走得更遠(yuǎn)�！卞X(qián)衛(wèi)平說(shuō)。他同時(shí)透露，中國(guó)深空測(cè)控網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)啟動(dòng)，未來(lái)幾年，將具備承擔(dān)太陽(yáng)系內(nèi)航天器測(cè)控任務(wù)的能力。

　　“飛行器是風(fēng)箏，測(cè)控通信系統(tǒng)是風(fēng)箏線，我們地面控制人員就是放風(fēng)箏的人。”錢(qián)衛(wèi)平說(shuō)。

　　地面應(yīng)用：給月球來(lái)個(gè)“特寫(xiě)”

　　【記者觀察】走進(jìn)嫦娥二號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)的總部——國(guó)家天文臺(tái)運(yùn)控中心，如同走進(jìn)破譯嫦娥衛(wèi)星“密碼”的“大腦”。從開(kāi)始奔月起，嫦娥二號(hào)獲得的探測(cè)數(shù)據(jù)就源源不斷傳輸?shù)竭@里。它們結(jié)出的科學(xué)之果，會(huì)被這里的科學(xué)家們毫無(wú)保留地捧到中國(guó)和世界的公眾面前。廣場(chǎng)上那座精鋼雕塑所展示的，正是這個(gè)再次被人們關(guān)注的話題——“嫦娥奔月”。

　　【專家解讀】獲取月球表面三維影像、探測(cè)月球物質(zhì)成分、探測(cè)月壤特性、探測(cè)地月與近月空間環(huán)境……嫦娥二號(hào)的科學(xué)探測(cè)任務(wù)，似乎與嫦娥一號(hào)并無(wú)明顯區(qū)別。但，探測(cè)的內(nèi)容更多了，精度更高了。

　　地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮劉曉群說(shuō)，針對(duì)這個(gè)目標(biāo)，置于嫦娥二號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)內(nèi)的有效載荷發(fā)生了多處變化。嫦娥一號(hào)有效載荷8種，嫦娥二號(hào)則為7種。盡管嫦娥一號(hào)原有的干涉成像光譜儀被取消，但嫦娥二號(hào)的激光高度計(jì)、X射線譜儀等進(jìn)行了適應(yīng)性改造。

　　與嫦娥一號(hào)到達(dá)近月軌道才打開(kāi)有效載荷所不同的是，嫦娥二號(hào)更加“勤奮”，一邊奔月一邊展開(kāi)有效載荷工作，從而更好地探測(cè)地月空間環(huán)境。而地面數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)接收速率的提高，則為預(yù)計(jì)比嫦娥一號(hào)更多的數(shù)據(jù)建立起了一條更為順暢的傳輸通道。

　　嫦娥二號(hào)所攜CCD相機(jī)的分辨率有了量級(jí)性提高，從120米提高至優(yōu)于10米。劉曉群說(shuō)，嫦娥一號(hào)拍下了中國(guó)人的第一幅月球全圖，距月球更近的嫦娥二號(hào)必將獲取更為清晰的月圖，尤其是嫦娥三號(hào)預(yù)選著陸地區(qū)的高分辨率圖像。

　　劉曉群同時(shí)坦承，嫦娥一號(hào)月圖出現(xiàn)瑕疵不是有效載荷的問(wèn)題，而是后期處理時(shí)由于時(shí)間過(guò)于緊張出現(xiàn)的拼接錯(cuò)誤�！拔覀兗橙〗逃�(xùn)，再也不會(huì)出現(xiàn)這樣的失誤。”

　　劉曉群說(shuō)：“嫦娥一號(hào)準(zhǔn)備的故障預(yù)案沒(méi)有用上。這次我們制定了十幾個(gè)故障預(yù)案，希望也用不上。”(記者李清華、白瑞雪、田兆運(yùn)、何宗渝、王玉山)