嫦娥一号下旬开始实行三体定向

http://www.sina.com.cn 2007年11月07日14:25 新浪嘉宾访谈
嫦娥一号下旬开始实行三体定向
中国航天科技集团空间技术研究院嫦娥卫星总体副主任设计师孟林智(右)和本网主持人尹俊

  主持人:这个在轨测控或者在轨测试,我们是要获得一些相关的参数或者数据,然后我们会让卫星再做一些调整?

  孟林智:对,我们先可能要拿到一些卫星的数据,原来我们研制卫星肯定有一些指标要求的,但现在到达这个环境以后,是不是还符合我们原来设计的那些要求,会不会有超过我们设计要求之外的,对卫星整个平台有不利影响的,所以我们要做一下各个方面的考虑,如果状态好的话我们就不对卫星做调整动作,如果需要调整的话我们适当的时候要做一些调整。比如说后面还要拍摄月球图象,就是月球表面成图,月球拍图,相机毕竟它也是第一次开机,第一次开机以后成象的质量如何,比如曝光时间等等,这些都是要经过一系列的调整,我们要拍个图看一下,就是说这种动作吧。

  主持人:所以卫星刚到达月球,可能不能马上开始工作,它首先要适应一下环境,了解一下周遭是怎么样一个工作环境,然后可能调整一下做最好的工作。

  孟林智:对,就是确保我们后面万无一失开展有效的科学探测。

  主持人:成功将“嫦娥一号”送到距离38万公里以外的空间,非常困难,也是非常高难度的一件事情。从这里我们可以看到我国航天技术具体在哪些领域有突破了呢?

  孟林智:这个问题比较大,我可以介绍一下“嫦娥一号”卫星相对于咱们普通的地球卫星有哪些特点和难点,这点可以体现出我们在哪些方面取得了自主创新的成果。整个“嫦娥一号”卫星根据它任务的要求,任务的特点,大概有这四个方面的难点和特点,也是我们的特点,第一个方面,就是我们轨道设计,大家可能网友也问这个轨道是一个比较复杂的轨道,在月球轨道要做三次,就是在地球附近要做三次变轨,然后还要中途修正,还要做三次近月制动最终才能到达月球的使命轨道。因为它与常规地球卫星不同的它是一个比较复杂的三体的问题,因为“嫦娥一号”卫星面临咱们地球,还有月球,还有太阳三个天体的,因为这三个天体是相对在运动的,所以我们对这个轨道设计的难度比较大。这是第一个难点,轨道设计。

  第二个难点,就是测控与通信。因为大家也都知道这个是我国第一颗卫星,我们跑到38万公里以外,对于远距离的测控我们在之前的卫星里是没有的,现在我们整个测控是依赖于咱们现有的,因为我们国家还没有具备完整的深空探测网,还是依托于以往的测控网和咱们天文台的一些观测网,可能网友也都知道有一些观测站,依赖这两个测控网来完成远距离测控。

  第三个难点,就是热控设计,热控设计主要是因为咱们“嫦娥一号”卫星飞这么远,我们中间要经过月表环境,月表还有一些红外辐射的影响,比如现在我们“嫦娥一号”卫星环上月以后在这个轨道上,如果对月的那一面会温度比较高,背月的那一面温度比较低,整个温度可以说忽冷忽热,散热面有没有找到一个很好的设计方法,温度水平的保持对电子设备有很大的影响,这也是很大的一个难点。

  还有一个难点,大家也都比较关心的,要实现三体定向,这么多次变轨,必须每次变轨不能出任何差错,这么一个高可靠性、高稳定性的操作,这在以往的地球卫星上是没有的,以往我们只是对地摇杆卫星,我们现在还要保证对月定向,就是我们有一面必须得稳定地对着月,保证它的科学探测任务,这是一个很大的难点。

  所谓三体定向就是说我们有效载荷要对月球拍图成象,需要装有有效载荷那一面冲向月球,另外一个分析,我们要把这些数据传回地球,我们装了一个定向天线,定向天线要指向地球,这是第二个,第三个,为了保证我们整性的太阳供给,我们两边的太阳翼有一面要指向地球,有一面要指向月球,还有一面要指向太阳,就是三体定向的难点,就这四个难点,也是我们四个突破。

  主持人:现在据您掌握的情况,这四大难点我们都突破了,可以这样说吗?

  孟林智:应该是可以这么说,因为现在我们已经完全绕月,而且现在卫星的状态也很好,应该说这四个特点我们做的一些创新的成果已经得到了考验,后续对我们可靠性方面可能还要做一些考验。

  主持人:从您现在掌握的情况来看,我们“嫦娥一号”整个运行状态怎么样?

  孟林智:现在来说应该是非常好的。

  主持人:一切正常还是相当良好?比如说您要给它评估一下的话,从技术的角度?

  孟林智:从技术的角度我觉得应该是一切正常。

  主持人:咱们“嫦娥一号”进入绕月轨道开始工作以后,它可能还要进行一些关键性的动作,这个关键性的动作是一系列的?

  孟林智:是一系列的。

  主持人:比如说?

  孟林智:结合刚才的话题再说一下,从今天环月以后,我们7号以后可能要做,大概10天以内,我们可以叫一个在轨评估状态或者叫在轨测试,在这之中我们基本上是不会做太大的调整,就是一个平稳飞行,因为受一些弧段的限制,因为卫星的跟踪弧段没有原来那么好了,这是做在轨测试的一个工作。

  然后在这个完了以后,11月下旬择机要进行三体定向工作。要实现对月定向姿态;还有一个操作,我们现在测控的下行使用的是一个全向天线,我们有两种天线,一种叫全向天线,一种叫定向天线,我们实现对月定向以后要把它切回定向天线,这又是一个操作,基本是连续的。时间间隔现在我不太好说,但是这个顺序是这么一个顺序。

  主持人:我们会划定一个时间范围,但不会把它定死了。

  孟林智:对,我们可能一步做正常以后再进行下一步操作。

  主持人:三体定向是一个难关,在技术方面克服这个难关有多困难?

  孟林智:应该还是有困难的,但是毕竟我们现在实现了,我们要完成这个可能,比如在整个设备的布局,比如载荷必须对着月球的这一面安装布局,还有定向天线要对着月球那一面,还有太阳,就是在布局还有等等方面还是有一定的难度。

  主持人:确实也是非常深奥的问题,但是我们现在知道了,它通过三体定向可以使卫星达到一个什么状态,而且我们现在的技术可以实现三体定向。在接下来的一年内咱们的“嫦娥一号”将围绕月球做绕月的运动,它绕月的时候会以一个什么样的状态来绕月行动呢?

  孟林智:就是我们刚才说的我们实现三体定向以后,这是一个稳定的在我们使命轨道上稳定运行进行有效探测的一个状态,就这么一个状态。

  主持人:它非常稳定,它的轨道可能变化很小。

  孟林智:对这个姿态来说我们可以一个三体定向的姿态,这么一个姿态运行,以轨道来说,我们现在是一个平均200公里的高度,受月球引力场的影响,这个月球的轨道在短时间之内是看不出变化的,但是如果长周期的调整,就是说长周期有一个引力的影响,月球轨道的高度它是会下降的。从现在的情况计算,大概一到两个月需要根据在轨的情况,做一个轨道的维持,就是轨道的调整,比如它降下去了我们要把它恢复到原来的平均的标准高度。

  主持人:所以我们也在随时的监控它。

  孟林智:对。

  主持人:你刚才说要调整,这个调整的过程除了像高度的调整,有没有其他方面的调整?

  孟林智:对于轨道来说,轨道的调整就是轨道维持的一个操作。

  主持人:相关的其他方面也会有很多操作?

  孟林智:从卫星平台来说经过我们后续这一阶段的在轨测试或者在轨评估以后,我觉得卫星平台来说调整不会太多,因为我们已经摸准了它的飞行环境,对它在轨的运行会制订一些具体的准则,这个我们肯定会明确操作,可能对后续的有效载荷,我估计可能要根据一些在轨的情况,比如成象的质量,可能会做一些调整。

  主持人:这个“嫦娥一号”绕月运行的时候毕竟已经不是绕地球运行了,我们再监控它的话会困难吗?或者获得它的数据会有什么困难吗?

  孟林智:困难应该就是一个测控弧段的限制,现在国际联网,从今天开始绕月飞行以来,应该还是在比较理想的。在后期,稳定飞行以后主要就是依托于国内的两个测控站,一个青岛,一个喀什,完成在轨飞行的操作。因为我们现在距离是一样了,已经飞到38万公里这么远的地方,所有的数据下行是正常的,以后来说应该也是正常的。

  主持人:调整绕月轨道的话是通过什么手段来实现的?

  孟林智:做这个轨道维持或者轨道调整可以简单地讲一下,跟变轨是类似的,我们做一次小的轨道调整。

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