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[新闻追踪]

“嫦娥二号”10月2日成功实施首次轨道中途修正

作者:世界名人网特约记者综合报道          录入于 October 03, 2010 at 04:31:32:
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世界名人网讯 10月2日12时25分,北京航天飞行控制中心对嫦娥二号成功实施了首次地月转移轨道中途修正。

据探月工程总设计师吴伟仁介绍,嫦娥二号飞行轨道设计与嫦娥一号不同,嫦娥一号先发射到地球附近的调相过渡轨道,再经过多次调整进入奔月轨道,而嫦娥二号采用直接进入奔月轨道的发射方式,大大缩短了卫星中途飞行时间。

北京航天飞行控制中心副主任麻永平说,由于受入轨偏差、万有引力、宇宙环境等因素影响,嫦娥二号在38万公里的奔月旅程中,需要择机实施轨道中途修正,校正航向,以便顺利抵达环月轨道。在通过认真计算、复核后,北京飞控中心研究确定了嫦娥二号第一次中途修正控制策略,成功向卫星注入控制参数,启动星上490N发动机,顺利实施了首次中途轨道修正,同时也验证了卫星推力系统工作正常,为嫦娥二号顺利到达近月点奠定了坚实基础。

据介绍,截至第一次轨道修正前,嫦娥二号已在太空中飞行了17个小时,距地面高度约15万公里。

那么,嫦娥二号为何要实施轨道中途修正?轨道中途修正究竟又是怎么一回事呢?

据嫦娥二号测控系统主任设计师李海涛介绍,由于受入轨偏差、万有引力、宇宙环境等因素影响,运载火箭发射卫星进入轨道时的实际数值与理论数值存在一定偏差,实施轨道中途修正的主要目的就是为了纠正这种偏差数值,使卫星能够在理论设计的轨道上正常运行。

李海涛说,轨道中途修正是航天测控中的尖端技术,要做修正,首先必须精确测定卫星正在运行的轨道数值,经过计算后,得出需要修正的数值,有了这个数据,才能控制卫星上的发动机进行工作,以达到设定的目标,“对远离地球达数十万公里的卫星进行精确定位和准确控制,很有点像我们常说的大海捞针一样,它的难度是可想而知的”。

“按照测控方案计划,我们将对嫦娥二号安排3次中途修正。”李海涛说,当初嫦娥一号在奔月之旅中也是计划了3次中途修正,不过最终只实施了一次。此次嫦娥二号的中途修正次数,还要看卫星运行的具体情况决定。

“超级望远镜”测轨技术助力“嫦娥奔月”

对于嫦娥二号成功实施首次地月转移轨道中途修正,上海天文台台长、VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜2日下午表示,嫦娥二号测轨系统更加精确,卫星首次变轨很成功。

为嫦娥二号做测轨工作的VLBI(甚长基线干涉测量)技术,主要是使几台射电望远镜通过干涉的方法联网同时工作,使其测量精度或测量分辨率等效于一台巨型望远镜。在嫦娥一号探月任务中,该项技术首次得到应用,也是世界上首次将这项技术应用于探月工程的实时测轨工作中。

目前,我国已建立起了由上海天文台、国家天文台北京总部、昆明天文台、乌鲁木齐天文站的4台大型射电望远镜和上海VLBI数据处理中心组成的中科院VLBI网。

VLBI技术的神奇之处在于,虽然目前单个射电望远镜的口径只有25米、50米,但它一旦与东南西北不同方位的同类望远镜联网,并实时将观测数据传到上海数据处理中心进行处理,其口径就相当于各望远镜之间的地理跨度。因此,当上海等4座城市联网的时候,就可以形成一个口径达3000多公里的“超级望远镜”,分辨率达到能看清月球上一个篮球场大小的目标,其测量精度和测量分辨率相当准确。

嫦娥工程VLBI测轨分系统总设计师张秀忠介绍说,尽管VLBI技术在嫦娥二号探月中的任务与嫦娥一号时相同,但再度探月任务中需要提高测轨、定轨的可靠性和精确度。

张秀忠解释了此次探月任务中VLBI技术与此前的差异:其一,嫦娥一号相对月表高度为200公里,而嫦娥二号则要靠近到100公里,其中一度还需靠近到15公里,以考察未来月球探测器着陆点的地形,这对于VLBI技术的精确度提出了更高要求;其二,作为我国探月工程二期的先导星,嫦娥二号在系统的可靠性(包括无线数据发送、后勤保障等)方面作出了改进;其三,在嫦娥二号的VLBI技术在数据处理方面采用了很多纠错技术,且以新型数字设备取代了此前的模拟设备,使测轨数据误差有数量级的减少。

“由于测轨精确度得到提高,嫦娥二号卫星的燃料可能会比预计中有富余,卫星的寿命还可能由此延长。”张秀忠说。

据了解,从嫦娥二号发射升空到现在,上海天文台VLBI数据处理中心的很多科研人员一直都坚守在操作台,中国国家航天测控网和VLBI网四台射电望远镜将时刻紧盯卫星,通过控制系统为其定位和导航,确保它始终处于正轨。

解惑:嫦娥二号测控系统相比嫦娥一号呈现六大变化

据嫦娥二号测控系统总设计师钱卫平介绍说,与嫦娥一号任务测控系统相比,肩负着更多科学试验和探测任务的嫦娥二号测控系统呈现出6项技术变化。

——嫦娥一号任务中不同发射窗口采用的是相同发射弹道,测控系统利用2艘测量船即可完成测控任务。而嫦娥二号任务采用了可连续3天发射并将卫星直接送入地月转移轨道的发射方案,发射段测量船数量由2艘增至3艘。

——嫦娥一号任务中曾使用欧空局新诺舍深空站作为国内测控站的备份,以保证测控系统可靠性。国内测控站经过嫦娥一号任务的检验,同时由于智利圣地亚哥站完成建设并投入使用,因此嫦娥二号任务不再使用欧空局新诺舍站和智利CEE站。

——嫦娥二号近月点轨道高度由200公里变为100公里,并将择机进入100公里×15公里试验轨道,针对环月轨道的变化,测控系统利用嫦娥一号任务后期获取的轨道实际测轨数据,完成了精度分析和影响分析工作,并优化了轨道控制策略,满足了测定轨和轨控精度要求。

——嫦娥一号任务中卫星CCD相机自主完成成像,图像分辨率较低,嫦娥二号任务为满足“虹湾”地区高分辨率成像要求,需要地面利用轨道预报生成CCD相机相关参数数据,并注入卫星完成成像。

——为验证嫦娥三号任务关键技术,在嫦娥二号任务地月转移轨道段和环月轨道段新增加了X频段测控技术和LDPC遥测信道编译码两项试验。

——结合设备改造计划进度,北京飞行控制中心与青岛站、喀什站等部门之间采用IP协议进行信息交换,其他方向沿用嫦娥一号任务的技术状态,采用HDLC协议进行信息交换。



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