嫦娥二號全程揭秘:“二姑娘”后期有望試驗(yàn)落月

　　如果將嫦娥探月系統(tǒng)比作一個(gè)大家庭，嫦娥二號就是這個(gè)家庭中的“二姑娘”。今天她將攜手長三甲火箭家族的“老三”長三丙，走上一場新婚探月之旅。就嫦娥二號的載荷、登月方式等關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，中國探月工程副總設(shè)計(jì)師于登云、嫦娥二號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師黃江川等專家予以揭秘。

　　談及嫦娥二號將來的三種歸宿時(shí)，專家表示，衛(wèi)星可能會對月球做補(bǔ)充探測，最終考慮試驗(yàn)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(yùn)行軌道上不同于嫦娥一號，她將直接由運(yùn)載火箭送至地月轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)行奔月，這樣既可以更好地節(jié)約衛(wèi)星所攜帶的燃料，同時(shí)也可以縮短衛(wèi)星到達(dá)月球的時(shí)間。而嫦娥一號是先發(fā)射到地球附近的過渡軌道，再經(jīng)過多次調(diào)整進(jìn)入奔月軌道。

　　在環(huán)月運(yùn)行軌道上，嫦娥二號主要運(yùn)行在100公里的圓軌道和近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)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(xù)發(fā)射的嫦娥三號備選著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像。

　　有人做過形象的比喻：嫦娥一號衛(wèi)星采用的發(fā)射軌道猶如讓衛(wèi)星通過“走步梯”的方式，在星箭分離后依靠自身的動力達(dá)到奔月點(diǎn)，而嫦娥二號衛(wèi)星直接由火箭送入地月轉(zhuǎn)移軌道奔月口，好像坐的是“電梯”，一步到位。這個(gè)比喻形象地說明了兩種發(fā)射方式的不同。

　　這種地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射方式，可以大大縮短衛(wèi)星奔月的時(shí)間。相比于嫦娥一號衛(wèi)星，嫦娥二號衛(wèi)星的奔月時(shí)間縮短了一半還多，預(yù)計(jì)112小時(shí)(近5天)即可到達(dá)月球。

　　專家指出，嫦娥二號衛(wèi)星的發(fā)射成功，充分驗(yàn)證了火箭直接把衛(wèi)星送上地月轉(zhuǎn)移軌道的技術(shù)和能力，將成為我國探月后續(xù)工程采用的軌道方式。

　　衛(wèi)星載荷 相機(jī)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(jī)的精度也由之前的120米的分辨率提高到7米以內(nèi),分辨率提高了17倍。也就是說，相機(jī)“聚焦”精確度提高了17倍。

　　據(jù)了解，至今國際上還沒有分辨率優(yōu)于10米的全月立體圖像，而嫦娥二號CCD立體相機(jī)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(wèi)星一舉一動受監(jiān)視

　　和嫦娥一號不同，嫦娥二號還攜帶了四臺微小相機(jī)，這是它所特有的。這四臺相機(jī)分別為發(fā)動機(jī)監(jiān)視相機(jī)、定向天線監(jiān)視相機(jī)、太陽翼監(jiān)視相機(jī)和一臺降落相機(jī)。

　　衛(wèi)星主發(fā)動機(jī)是衛(wèi)星在太空中進(jìn)行軌道調(diào)整的唯一動力，其作用相當(dāng)于汽車引擎。衛(wèi)星在奔月途中的軌道調(diào)整、接近月球時(shí)的減速、在軌運(yùn)行時(shí)改變軌道高度等關(guān)鍵動作都需要靠主發(fā)動機(jī)點(diǎn)火來完成。如果發(fā)動機(jī)因出現(xiàn)故障而失去工作能力，那么衛(wèi)星就會失去控制，壽命即告終結(jié)。對發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)視一般通過遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀，為了更好地了解發(fā)動機(jī)在太空中的實(shí)際工作狀況，專門給主發(fā)動機(jī)配備了一臺監(jiān)視相機(jī)，拍攝發(fā)動機(jī)工作的視頻圖像，供設(shè)計(jì)師參考。

　　定向天線是針對月球探測的特殊需要設(shè)計(jì)的天線，用于將衛(wèi)星自身的各種信息和探測數(shù)據(jù)傳回地面接收站，是衛(wèi)星與地球連接的紐帶。與地球衛(wèi)星天線固定安裝不同，嫦娥二號定向天線要在月球圍繞地球轉(zhuǎn)、衛(wèi)星圍繞月球飛的三體運(yùn)動環(huán)境下，始終保持對準(zhǔn)地球。也就是說，在衛(wèi)星繞月飛行過程中，定向天線要隨著衛(wèi)星位置的變化不斷轉(zhuǎn)動，以保持始終對準(zhǔn)地球，否則地面站將無法接收衛(wèi)星發(fā)出的信號。

　　太陽翼帆板是衛(wèi)星的能量來源，也是影響衛(wèi)星工作壽命的另一個(gè)關(guān)鍵部件。衛(wèi)星發(fā)射時(shí)太陽翼處于折疊狀態(tài)，星箭分離后展開，在衛(wèi)星飛行過程中還要不斷調(diào)整方向，以跟蹤太陽，使太陽翼獲取足夠的能量，供衛(wèi)星完成成像等各項(xiàng)任務(wù)。

　　太陽翼展開及在地、月、星三體運(yùn)動中保持對日定向的過程比較復(fù)雜，較其他系統(tǒng)更容易出現(xiàn)故障，雖然在地面做過充分的試驗(yàn)驗(yàn)證，但仍不能保證在太空中100%可靠。而第三臺監(jiān)視相機(jī)可以拍攝太陽翼展開及工作過程，獲取的圖像資料供技術(shù)人員進(jìn)行深入研究，對改進(jìn)太陽翼設(shè)計(jì)、提高整星可靠性非常有益。

　　黑白相機(jī)尋覓著陸點(diǎn)

　　實(shí)現(xiàn)月面軟著陸是探月二期工程的主要目標(biāo)之一，著陸器在降落過程中將根據(jù)圖片自主避開不適于降落的地點(diǎn)，“臨機(jī)決斷”選擇一塊適宜降落的平坦表面。因此，降落相機(jī)的性能是影響著陸器軟著陸能否成功的一個(gè)關(guān)鍵因素。降落相機(jī)可根據(jù)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(biāo)均為灰色，此相機(jī)為黑白相機(jī)。嫦娥二號衛(wèi)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(shè)計(jì)的降落相機(jī)的性能進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)，為將來嫦娥三號的探月征程打好前戰(zhàn)。

　　雖然這四臺相機(jī)都只有手掌大小，每臺重量僅三四百克，看起來與我們平常用的數(shù)碼相機(jī)相差無幾，但集成了光、機(jī)、電、熱等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)和自動拍攝、實(shí)時(shí)圖像壓縮等智能化功能，能應(yīng)付惡劣的太空輻射、溫度環(huán)境，能承受發(fā)射時(shí)的強(qiáng)烈沖擊和振動。