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[新月文摘]

嫦娥探月存四大风险 能否精准“刹车”最关键

作者:新京报          录入于 October 02, 2010 at 04:55:12:
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世界名人网讯 “嫦娥二号”卫星完成预计任务后,可能会有三种结局。据“嫦娥二号”卫星总设计师黄江川介绍,这三种可能分别是:考虑卫星落月,飞出地月太空到更远的太空环境,或飞回地球成为地球卫星。此前“嫦娥一号”卫星在延长绕月时间后撞向月球。

有望“超额”完成任务

黄江川称,“嫦娥一号”卫星最后“受控撞月”是额外完成的任务,能如此“超额”完成任务,主要是因为卫星状态依然良好且还剩有足够的燃料,可以对其轨道进行精确控制。而“嫦娥二号”卫星的发射将采用地月转移轨道技术,火箭直接把卫星送入奔月轨道,可以大大节省卫星的燃料,这为“嫦娥二号”同样能够“超额”完成任务奠定基础。

会选择最具意义的方式

黄江川表示,我国探月工程管理部门、科学家和卫星技术人员曾经一起研讨过“嫦娥二号”的最终命运,大致形成了三种设想,但还没有最终下定论。

其中一种意见是,可以根据卫星在轨运行的情况,对“嫦娥二号”卫星传回的数据进行综合研究,对月球做补充探测,最终可以考虑卫星落月,这将为“嫦娥三号”等后续任务提供技术验证。

第二种设想是让“二姑娘”“远嫁”他方,验证我国更远宇宙空间的深空探测能力,让卫星飞出地月环境,飞向更远的太空。

第三种设想是让“二姑娘”回“娘家”,即让其沿着地月转移轨道,飞回地球并成为地球卫星。

“最终采用哪种方式,还要看前期主任务执行情况以及卫星的状态和能力。到时候各方专家肯定会汇集到一起,决定‘二姑娘’的终极命运。但我相信一个最起码的思路是,会为卫星选择一个最具意义、可利用价值最大的归宿。”黄江川认为把卫星的命运放在整个探月工程及未来深空探测需求中可能是最合适的选择。

■ 分析

“嫦娥”探月存四大风险

最大风险系能否精准“刹车”

“嫦娥二号”卫星总设计师黄江川介绍,“嫦娥二号”卫星将完成的一系列高难度复杂动作中,存在着诸多风险,难度相比于“嫦娥一号”要大得多。

风险一 能否顺利抵达转移轨道入口

能否顺利进入地月转移轨道入口,是第一个风险。卫星进入地月转移轨道的窗口时间非常短,如果卫星没有准确抵达地月转移轨道入口,那么就需要对卫星轨道进行调整,会使卫星上的燃料提前消耗。

风险二 最大风险是能否精准“刹车”

“如果不及时‘刹车’,这时卫星就不能成为月球卫星。”黄江川用手势划着轨道的曲线说,“如果‘刹车’力量不够,卫星仍然会飞出月球的引力范围,而不被月球捕获,从而不能环绕月球。”

风险三 能否高分辨率成像前变轨

“嫦娥二号”卫星的一个特殊任务是从100公里的圆轨道过渡到近月点15公里、远月点100公里的椭圆轨道。

这一动作一方面将验证卫星的测定轨技术,另一方面也对后续工程的备选着陆区进行高分辨率成像。这使卫星再次面临巨大的风险。

要实施此次变轨,卫星所处的位置恰好类似卫星、月球、地球三点一线,且月球居中。此时,地面的遥测信号无法进行传递,卫星是不可人为干预和控制的,只能依靠卫星上已经设置好的自主控制程序进行。

风险四 能否适应月球特殊空间环境

“还有一种风险来自月球具有的特殊空间环境。”黄江川所说的特殊空间环境主要是指月球表面的物质分布非常不均匀,造成月球不同区域的重力场并不一样。因此,卫星在轨运行期间,其轨道要经常进行维护。

此外,太阳每11年左右都有一个活跃期,会形成太阳风暴。这对卫星会造成多种效应影响,如果严重的话可能造成电子元器件或者设备损坏。

■ 应对

“空调”外衣应对温度变化

为了应对轨道变化带来的高温,“嫦娥二号”卫星表面有一层由金光和银光组成的“外衣”。中国航天科技集团空间技术研究院卫星热控系统主任设计师向艳超说,这些“衣服”为“嫦娥二号”卫星组成了一个天然的空调系统,“使得‘嫦娥二号’卫星能在100℃高温环境中舒服地‘生活’和工作”。

向艳超介绍,金光闪闪的“衣服”,由一层层比羽毛还轻的膜状物和网状物间隔拼叠而成,共有15层,有很好的隔热效果,能够阻止卫星的热量散失,此外,这件“衣服”还可阻止外部热量进入卫星内部。

而银光闪闪的“外衣”,则能将85%左右的太阳光反射,同时还有较强的散热功能,如果舱内温度过高,这层“衣服”就可把多余热量排掉。

■ 揭秘

探月二期最难为月球轨道降落

中国探月工程副总设计师、中国航天科技集团公司科技委副主任于登云介绍,探月工程难点很多,其中月球轨道的降落过程最难,因为我们对月球表面环境认识还十分有限。

我国探月工程二期工程就是要落月探测,此系我国首次实现地外天体软着陆。

于登云说,探月工程二期主要由“嫦娥二号”卫星和“嫦娥三号”、“四号”探测器实现。“嫦娥二号”卫星作为探月二期工程的先导星,其难点就要尽可能多地验证“嫦娥三号”探测器的关键技术,以降低“嫦娥三号”探测器成功落月的风险。比如,对近月点15公里的位置,要尽可能地测量控制准确。那时候,卫星是否真的在15公里的位置?

“我们现在担心的是判断不精确,毕竟离得太远了,空间信号传输过程中会有延迟和衰减,进而影响地面测控。目前我们对这个轨道还不是很熟悉。”于登云解释说,轨道测量与控制的精度将会直接影响照相机的分辨率,“这就好比我们在地面上使用照相机,离得太近或太远都无法清晰成像。只有距离恰当,才能照出满意的照片。”



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