嫦娥一号卫星与月球相会

　　《今日关注》2007年11月5日播出“‘嫦娥’与月球相会”，以下为节目内容。

　　“嫦娥一号”首次近月制动成功，成为中国第一颗月球卫星。“嫦娥”为何要实施近月制动？进入环月轨道后，“嫦娥”接下来还有哪些关键动作？中国空间技术研究院副院长刘强、“嫦娥一号”卫星副总设计师孙泽洲作客央视演播室话“嫦娥”。稍候请看《今日关注》。

　　主持人(王世林)：

　　大家好，欢迎收看《今日关注》。

　　今天我们继续来关注中国“嫦娥一号”卫星的运行情况。经过114个小时行程达43.6万多公里的长途跋涉，中国的首颗绕月探测卫星“嫦娥一号”于北京时间2007年11月5日上午11时15分左右成功地实施了第一次近月制动，被月球捕获，成为了一颗真正意义上的月球卫星。

　　“嫦娥一号”在进入环月轨道以后，接下来还要做一些什么？怎么样进行的这次近月制动，就相关话题，今天我们演播室请两位卫星方面的专家为我们做解读。

　　我来介绍一下，一位是中国航天科技集团空间技术研究院副院长刘强先生，您好，刘院长。

　　刘强(中国航天科技集团空间技术研究院副院长)：

　　您好。

　　主持人：

　　还有一位是中国航天科技集团空间技术研究院“嫦娥一号”卫星副总设计师孙泽洲先生，您好，孙总。

　　孙泽洲(中国航天科技集团空间技术研究院“嫦娥一号”卫星副总设计师)：

　　您好。

　　主持人：

　　欢迎两位今天到演播室来参与我们的节目。对于“嫦娥一号”来说，这次的近月制动是一个非常关键的时刻，在制动成功以后，我们通过新闻也看到了，老总们都非常高兴。我们再来回顾一下这激动人心的那一刻。

　　(播放短片)

　　绕月探测工程领导：

　　争气星，国家民族的争气星，一路都非常好。

　　解说：

　　为了这个梦想奋斗了一辈子的总指挥栾恩杰、总设计师孙家栋、首席科学家欧阳自远情不自禁地拥抱到了一起。

　　欧阳自远(绕月探测工程应用科学首席科学家欧阳自远)：

　　我觉得这是大家的期盼，绕起来啦，绕起来啦。

　　孙家栋(绕月探测工程总设计师)：

　　这个自主创新的思想在“嫦娥”这个工程起到了决定性的作用。

　　张建启(绕月探测工程领导小组副组长)：

　　这次任务我们定了四个目标，当时在西昌的时候，一个是准时发射，第二是准确入轨，第三是精密测控，第四是顺利绕月。到今天为止，这四个目标都圆满地实现了。

　　孙来燕(国防科工委副主任国家航天局局长)：

　　我们航天事业开辟了一个新的里程，我们向更远的空间开始迈进。

　　主持人：

　　这是激动人心的一刻。在近月制动成功以后，另据消息报道说中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛今天致信绕月探测工程领导小组，祝贺“嫦娥一号”卫星第一次近月制动取得圆满成功。贺信说，“新闻“嫦娥一号”第一次近月制动取得圆满成功，卫星已进入环月轨道，我仅向参与“嫦娥一号”研制、指挥、测控和保障的全体同志表示热烈的祝贺和亲切的慰问，望再接再励，夺取绕月探测的新胜利。”

　　中共中央政治局常委、国务院总理温家宝今天也致电向参与工程的全体同志表示热烈的祝贺和亲切的慰问，希望同志们继续按照高标准、高质量、高效率的要求，一丝不苟、精益求精、大力协同、扎实工作，确保绕月探测工作取得圆满成功。

　　在这儿，今天两位作为卫星方面的专家，一直也在关注“嫦娥一号”的运行情况，今天制月成功，两位心情肯定也不错，是不是这样？

　　刘强：

　　对。早上近月制动顺利实施，所有在场的人员都非常的激动，也非常的高兴。因为首次近月制动的顺利实施标志着“嫦娥一号”卫星成为中国第一颗人造月球卫星。

　　主持人：

　　原来我们都是人造地球卫星。

　　刘强：

　　人造地球卫星。

　　主持人：

　　现在有了中国的第一颗人造月球卫星。

　　刘强：

　　对。也为后续的科学探测和技术实验奠定了坚实的基础。

　　主持人：

　　孙总作为副总设计师，看到自己的“嫦娥一号”运行得不错，今天心情怎么样？

　　孙泽洲：

　　今天心情非常高兴。因为整个从卫星发射到现在，这么长时间以来，因为整个运行也是比较顺利的，每一天我们都很高兴。但今天这个日子是比较特殊的日子，而且近月制动的整个制动过程也非常完美，所以我们当时的心情确实非常高兴，大家在一起相互祝贺，而且这一次制动之后，我们的卫星环月飞行了，我们在心情上也轻松了一些。

　　主持人：

　　轻松了许多。

　　孙泽洲：

　　对。

　　主持陈：

　　为什么你们感觉到心情轻松了呢？是有哪一块压力放下了？

　　刘强：

　　因为近月制动是我们国家第一次卫星实施这样的动作，我们的卫星也是第一次飞这么远。近月制动本身制动的时机也具有在一定条件下的唯一性。另外，对测控的要求，对月球环境的认知，都对我们实施近月制动提出了严峻的挑战。

　　主持人：

　　原定是在近月制动之前要进行三次轨道修正，后来我们注意到两次都取消了，只进行了一次，这是基于什么样的考虑？

　　孙泽洲：

　　在整个地月转移轨道过程中安排三次中途修正是在设计上考虑到整个工程实施，从各个环节来综合考虑，制定这么一个策略。当然之所以取消是因为最终的结果是可以满足环月制动的要求，所以我们才根据这样一个结果对中途修正进行了调整，相对第一次进行了第二次中途修正。

　　从整个工程实施过程来讲，一直是用精准这个词来形成整个的进程，也正因为精准才使整个后续地月转移过程中途修的控制减少了。

　　主持人：

　　“嫦娥一号”卫星的发射第一个任务是要完成发射任务，要把它发射上去，第二个任务就是飞行任务，让“嫦娥一号”能够飞到月球的环月轨道上去。在执行飞行任务的过程中，为什么说近月制动是最关键的一个动作？

　　刘强：

　　因为近月制动实施本身的难度还是非常大的，在“嫦娥一号”飞抵月球近月点的时候，它的飞行速度大约是每秒2.4公里，如果不能及时有效地进行近月制动，卫星将被月球引力加速飞出月球，成为一颗星际的探测器。

　　主持人：

　　星际的探测器。

　　刘强：

　　对。如果制动的量过大也可能会导致撞击在月球上面，所以近月制动是一个非常关键，也是非常需要精准的一个动作。

　　主持人：

　　对，我们注意到很多媒体在报道的时候，管这次近月制动叫“太空刹车”，当然了，它是沿着一定的轨道走，但是不可能有刹车，因为它没有轱辘，也不可能有闸。那么它到底是怎么制动的？

　　刘强：

　　首先要进行姿态调整。简单地说是远地点490牛顿的发动机进行反向的喷气，使得卫星的飞行速度进行减速。

　　主持人：

　　减速就是反向的一推，等于它就慢下来了，所以我们管那个叫“太空刹车”。

　　刘强：

　　对。

　　主持人：

　　这个点的控制是不是非常重要的？比如时间的控制、轨道的控制、速度的控制。

　　孙泽洲：

　　对，是这样的。其实整个在前几次近地点变轨，这个策略实际上已经考虑到近月制动这一点的位置，以及近月制动相对的时间。要以这一点作为一个最终的目标，然后再来推算到第三次近地点变轨的时刻和相对的位置。整个轨道设计把这些环节都串在一起。

　　为什么说一定要很精准呢？在制动，包括位置和时间，因为它跟月球有一个相对于交会的概念在里头，如果时间上不准，因为当时相对运行速度是2.4公里每秒，可能差几秒就飞离很远了，一旦飞离远了之后，它就会沿着月球双曲线的轨道飞离月球，可能会给近月捕获的任务带来很严重的影响。

　　主持人：

　　从“嫦娥一号”进入飞行状态以后，从执行飞行任务的情况来看是非常顺利的。在这个过程中本来计划的三次轨道修正，后来一次就完成了，说明轨道设计，包括现在“嫦娥一号”的状态都非常好。

　　接下来“嫦娥一号”还有两次近月制动，是为了最终让它达到近月点200公里的圆形轨道，极轨的。既然状态这么好，能不能够不施行两次近月制动？刘院长，咱们就一次近月制动，能不能够让卫星一下达到200公里的圆形极月轨道？

　　刘强：

　　一次制动在理论上是可以的，我们之所以设计成两次制动也是原先考虑尽量节省燃料。

　　另外，现在设计的工作轨道是环月200公里的圆轨道，制动也需要比较精准地使得卫星运行在200公里的圆轨道上。所以可以通过第一次的制动，然后在后头再做一个相对小量的制动，可以使得轨道更为精准。

　　主持人：

　　您的意思是从理论上来讲很可能。

　　刘强：

　　对。

　　主持人：

　　这样有什么好处？假如我们就一次近月制动，再来一次就能够到达目标轨道了，会有什么好处？

　　刘强：

　　好处就是简单，一次就很快。

　　主持人：

　　就减少了……

　　刘强：

　　减少了动作。

　　主持人：

　　减少了动作。

　　刘强：

　　对。

　　主持人：

　　减少了出现问题的可能性和风险。

　　刘强：

　　对。

　　主持人：

　　对燃料有帮助吗？比如说原来三次轨道修正一次就完成了，省了两次，现在燃料应该是富余的了，如果再进行一次就完成了，会节省更多的燃料，是不是这样？

　　孙泽洲：

　　如果是一次，按照现在的轨道，如果再进行一次近月制动使它成为圆轨道的话，相比两次来讲，一次制动是要费燃料的。

　　刘强：

　　要花更多一点的燃料。

　　主持人：

　　那就是说前面省了点燃料还可以够用。

　　孙泽洲：

　　够用。从设计上来讲这也是一种方案，但这种方案动作是把两次变成一次了，动作减少一次，但这样来讲，因为整个的控制量大，相对来说残留的偏差肯定也要大一些，可能在后续的轨道维持各方面还要进行相应的控制。所以哪种更好可能要综合很多因素来考虑。

　　主持人：

　　到底是再进行一次还是再进行两次近月制动，明天我们就知道了。

　　刘强：

　　对。

　　主持人：

　　好，现在“嫦娥一号”已经进入了一个非常圆满的环月巡航轨道。从发射到现在，“嫦娥一号”的运行一直非常顺利。利用今天这个机会，我们再来一起回顾一下从发射到现在，整个“嫦娥”的奔月过程。

　　(播放短片)

　　解说：

　　24号18点05分，搭载着中国首颗探月卫星“嫦娥一号”的“长征三号甲”运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射。之后，位于南太平洋海域的中国“远望三号”航天远洋测量船成功测控到“嫦娥一号”卫星进入初始地球轨道。数据显示雷达跟踪正常，卫星遥测和火箭遥测接收正常。

　　18点29分，星箭分离，卫星开始消除初始偏差，建立巡航姿态。

　　25号17点55分，北京航天飞行控制中心按照预定计划向在太空飞行的卫星发出变轨指令，对其实施远地点变轨。指令发出130秒之后，卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里，变轨圆满成功。这次变轨表明“嫦娥一号”卫星推进系统工作正常，也为随后进行的三次近地点变轨奠定了基础。

　　26号17点33分，北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出指令，开始实施第二次变轨，这是卫星的第一次近地点变轨。11分钟之后，“愿望三号”测量船传来消息，卫星变轨成功。

　　10月29号18点01分，“嫦娥一号”卫星成功实施第三次变轨，这也是卫星入轨后的第二次近地点变轨。这次变轨后，卫星将由24小时周期轨道进入48小时周期轨道，远地点高度由7万多公里提高到12万多公里，它改变了中国航天测量最远为8万公里的历史，开创新的航天测控记录。

　　30号17点40分，卫星到达48小时周期轨道远地点，距地面高度12万公里，创下中国航天器飞行测控新的纪录。

　　31号17点28分，“嫦娥一号”卫星成功实施第三次近地点变轨，顺利进入地月转移轨道，开始飞向月球，这也是卫星入轨后的第四次变轨。这次变轨成功表明中国航天测控技术实现新的突破，意味着“嫦娥一号”卫星脱离地球的怀抱，开始奔月旅程。

　　之后，原计划于11月1号上午10点25分左右进行的“嫦娥一号”卫星首次轨道中途修正动作取消，原因是目前的卫星轨道控制很精准。

　　2号上午10点33分，北京飞控中心对“嫦娥一号”卫星成功实施了首次轨道中途修正，因一次修正就达到了预期目标，原定4号对“嫦娥一号”卫星实施的中途修正不再进行，这标志着中国的卫星轨道测定和控制技术达到了新的水平。

　　截至目前，卫星各系统状态良好，性能稳定。

　　主持人：

　　刘院长，现在“嫦娥一号”卫星性能也非常良好，状态非常稳定。在进行了未来成功的近月制动之后，它会成为一个近月点200公里的圆形的这样一个绕月球飞行的卫星。

　　在这之后，接下来卫星是不是各种仪器就开始打开了？

　　刘强：

　　对。

　　主持人：

　　大概在什么时间？

　　刘强：

　　在“嫦娥一号”进入工作轨道，也就是您刚才所说的200公里的圆轨道之后，首先还是要进行月球卫星姿态的调整，现在它还是一个对日定向的巡航姿态。首先要把它调整成一个正对面冲向月球表面工作的一个姿态，以便于有效载荷，对月球表面进行各种探测活动。

　　在姿态调整完了之后，还要进行卫星一系列的仪器功能测试，在这个测试完了之后，有效载荷会陆续开机，这个时间大概在11月中旬。

　　主持人：

　　现在“嫦娥一号”非常成功地在运行。在这个过程中有四项关键的技术突破在支撑着“嫦娥一号”奔月的旅程。接下来我们了解以下这四项关键技术都是什么。

　　(播放短片)

　　解说：

　　从地球到月球，“嫦娥一号”还不能一步到位，科研人员为它设计了一个多极推进的奔月路线。

　　先是由火箭把卫星送入绕地球飞行的大椭圆轨道，随后卫星要绕地球进行四次加速变轨，每次都将更接近月球。这个时候它就要调整飞行路线，开始向月球飞去。在接近月球时还要减速“刹车”，最后靠月球引力进入绕月轨道。整个过程，卫星的实际飞行距离将超过100万公里，在这样一条复杂的奔月路线上，卫星要通过10次左右的变轨才能逐步进入到绕月球飞行的轨道。

　　此外，为了适应不同的空间环境和工作状态，在整个飞行过程中，卫星要变换20多种飞行姿态。因此，科研人员要解决的第二大难题就是如何准确控制卫星变轨，并让卫星始终以正确的姿态飞行。

　　在卫星上有一个叫做制导导航与控制的系统，它就是卫星的作战指挥部，通过20台装在卫星上的计算机控制着卫星的眼睛，去搜寻月球和太阳的位置，再告诉卫星上负责做动作的肢体，比如像发动机、推力器等，让它们完成加减速、转动等动作，最终达到卫星若干次变轨和姿态调整的目标。

　　远距离测控就是科研人员遇到的第三个难题。为了解决这个问题，科研人员在地面上新建了口径更大的天线来接收和传送控制信号，而在卫星上，他们还专门研制了一种能将微弱信号放大的全向天线，它就像个扩音器，能够大声地告诉地面，“卫星在这”，这就能让地面随时听到、看到卫星。

　　而科研人员在研制中遇到的第四个难题则来自于飞行过程中复杂的外部空间温度变化。卫星上有大量的仪器设备，它们对冷热的要求各异。因此卫星内部一般应保持在零下10到零上45摄氏度的温度范围内。

　　月球表面不存在大气层，受太阳辐射的影响，表面温度变化非常大。太阳照射面，月面温度高达120摄氏度，到了它的背阴面，温度却是零下180度。这也就是说，同样是卫星的一个表面，科研人员要一会儿给它穿隔热服，一会儿再换上饱暖衣。为了解决难题，科研人员为“嫦娥一号”穿上了一件用特殊材料制成的外衣，这件外衣最大的好处是对温度的变化比较迟钝，这样就能保证衣服里的仪器设备在正常的温度下工作了。

　　聪明的科研人员利用热的传导原理在卫星内部进行了一些特殊的设计，把卫星对着太阳那一面所受的热传导到背光面，这样就实现了热的巧妙利用。

　　主持人：

　　好，我们了解了这四大关键技术。

　　孙总，到目前为止，您对这四大关键技术的表现怎么评价？

　　孙泽洲：

　　“嫦娥一号”卫星自发射之后到现在为止运行了12天了，进行了6次轨道的控制，整个过程，星上各个设备状态也很好，而且也精准地、很完美地完成了预定的动作。无

　　通过这样一个过程，对于整个刚才提到的四个关键技术，在很大程度上已经验证了我们对这些技术的掌握，以及我们对这些问题认识的正确性。比如现在卫星已经进入了环月飞行的轨道，对于整个轨道设计的验证已经很充分地证明我们对于这样一个问题的认识是正确的，而且我们的设计也是正确的，包括我们的控制都是正确的。而且现在卫星距离地面将近40万公里，其中40万公里远距离的测控通信问题，目前至少从测控这个角度来将，也验证了我们也可以测得很准，也可以控得很准。

　　对于制导导航与控制系统，对于前期的变轨控制，我们也验证了，到环月以后还有对于对月姿态建立，这也属于制导导航控制的一部分。再接下来，这四个关键技术后续面临的更重要考验就是热控系统的设计。

　　主持人：

　　这是不是也是一个技术难点问题？

　　孙泽洲：

　　对。在整个“嫦娥一号”卫星的设计过程中，热控设计整个贯穿在设计过程中，除了本身的专业性，还有很浓厚的一个总体色彩，因为它跟任何一个设备学打交道，跟任何一个分析系统都有关系，而且又面临一个新的外部热环境。所以在整个过程中，热控的设计是非常难的。

　　主持人：

　　对。刘院长是热控方面的专家，是不是到现在为止，这四大关键技术里面只有热控技术这块还没有得到完全的印证？

　　刘强：

　　对，热控技术还没有得到充分的印证。

　　因为热控涉及的主要任务是保障星上的仪器设备能够在适当的温度范围下工作。由于太阳、地球、月亮之间相对运动的位置关系，以及“嫦娥一号”卫星极月轨道的设计，使得一年当中太阳对卫星的辐照、变化非常大。另外，轨道是一个200公里的轨道，卫星受月球的红外辐射和月球反射太阳的辐射变化影响也非常大。在这样的情况下，热控要保障仪器设备能够在正常的范围里，面临着很多的挑战，这是在正常情况下。

　　另外，“嫦娥一号”卫星还有一个与地球卫星不一样的地方，它在一年的工作寿命期内还要经历月食，在月食期间，阳光被地球所遮挡，这个时间大约持续5个小时左右，在这5个小时当中是完全没有能源的。所以在这种情况下，如何保障星上的仪器设备能够处在一个适当的温度范围，能够继续生存和维持工作是至关重要的。

　　主持人：

　　我们有什么绝招吗？

　　刘强：

　　我们采取了一些有效的措施，这些措施在地面进行环境实验的时候也得到了充分的验证，接下来就要在实际的环境当中进行检验。

　　主持人：

　　刚才前面的短片中谈到一个保温衣，这个保温衣是不是能够起到这个作用？能够保证仪器在恒定的温度下工作？

　　孙泽洲：

　　对。实际上卫星从表面的状态来看，直观看有两种颜色，一种是金色，一种是银色。

　　主持人：

　　银色。

　　孙泽洲：

　　金色就是刚才您提到的，热控多层，相当于一种保温衣。但是卫星的银色表面是一个散热面，如果卫星在低温的时候想让它工作更好，防止往外散热，如果都包裹上了也不行，还要高温“固化”。所以你又要兼顾低温“固化”，还要兼顾高温“固化”，怎么合适地选择金色的多层和银色的散热面，包括位置。整个在设计上似乎看起来并不难，但整个在设计过程中还是非常难的一件事情。

　　主持人：

　　什么时候我能够看到热控技术这方面的表现？

　　刘强：

　　热控技术的表现在“嫦娥一号”卫星建立正常的姿态，有效载荷开机工作的时候可以进行初步的检验。到了明年正月十五的时候，将要遇上第一次月食，将会对热控系统进行最为苛刻的检验。

　　主持人：

　　明年的正月十五是“嫦娥一号”卫星遇到第一次月食的时候，那个时候热控技术到底表现怎么样就会知道了。

　　今天我们围绕“嫦娥一号”卫星进行第一次近月制动，然后成为一颗真正的月球卫星这个话题先谈到这儿。

　　非常感谢刘院长和孙总到演播室参与我们的节目，谢谢你们。

　　刘强：

　　谢谢。

　　主持人：

　　好，观众朋友，今天的《今日关注》有关“嫦娥一号”卫星的报道先到这里。那么，有关“嫦娥一号”卫星的最新动态，我们会在以后的节目中继续给予关注，感谢您的收看，再见。

　　制片人：杨继红

　　策 划：滕双双

　　编 辑：张舒扬 桑瑞严

　　主持人：王世林

　　监 制：马 勇