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专家:嫦娥二号近月距离要求轨道控制精确

http://www.sina.com.cn  2010年09月28日13:49  
专家:嫦娥二号近月距离要求轨道控制精确
国际宇航科学院院士朱毅麟教授接受访谈

专家:嫦娥二号近月距离要求轨道控制精确
国际宇航科学院院士朱毅麟教授

  2010年10月,作为中国探月工程二期的先导星--“嫦娥二号”即将发射升空,经过120小时的旅程后直飞月球,环月轨道从200公里降为100公里以内,它将为“嫦娥三号”实现月球软着陆进行部分关键技术试验,并对着陆区进行高精度成像,对载人登月意义十分重大。新浪网新闻中心与中国数字科技馆为您联合推出的嫦娥二号访谈节目,我们邀请到国际宇航科学院院士朱毅麟教授,跟我们一起来聊一聊嫦娥二号,以下为节目实录。

  主持人:各位网友大家好!欢迎到新浪新闻与中国数字科技馆为您联合推出的嫦娥二号访谈节目。中国探月工程再度起征,嫦娥二号也发射在即,我们邀请到国际宇航科学院院士朱毅麟教授,跟我们一起来聊一聊嫦娥二号。

  嫦娥二号发射前的检测工作

  朱教授,我们知道嫦娥二号即将发射,能否先简单说一说,在卫星发射前将有哪些最后的检测?听说有24小时检测、12小时检测、8小时检测不同的内容。

  朱毅麟:在发射以前要做很长时间的准备工作,实际上火箭和嫦娥二号探测器在北京启动之前就已经开始做准备工作了。到发射场后,首先要把火箭检查一遍,探测器嫦娥二号本身也要检查一遍,把嫦娥同火箭对接以后也要全部检查一遍。检查的过程,从细节的检查,到最后发射前8小时一些主要技术指标的检查,这一系列过程一般都需要半个月到一个月时间。现在可能已经进入比较接近于发射前的准备了。

  主持人:在发射前的24小时会有哪些的准备?

  朱毅麟:首先要给火箭加注推进剂,因为火箭推进剂的量非常大,加注过程不可能很快。因为推进剂都具有爆炸性、危险性,所以应慢慢儿加。一般加注时间要长达几个小时,加注完之后全部要检查一遍。

  主持人:除此之外,整个系统还有哪些数据需要检查?

  朱毅麟:首先发动机系统、推进剂的输送系统、控制系统,还有无线电测控系统,包括探测器,另外就是嫦娥二号卫星本身很多系统,如电源系统、控制系统、热控系统等等,每个系统都需要检查一遍。

  火箭有七八个系统组成,探测器嫦娥二号也有七八个系统,每个系统都要全部检查一遍,到最后8小时发射之前,不可能每个系统都检查,其中一些主要的指标要检查一下。

  嫦娥二号在月球入轨点需做精准测算

  主持人:关于嫦娥二号这次技术上的突破,我们知道它最大的一个特点就是直接飞向月球。这样直接飞向月球,没有了绕月轨道变轨的过程,需要突破哪些技术难点?

  朱毅麟:原来嫦娥一号要围绕地球运转两天到三天,甚至五六天的时间,进行四次变轨,这个其实更复杂,因为它是要求嫦娥一号自己进行四次变轨。这个变轨都得要先把轨道测量以后,通过嫦娥一号调整姿态,姿态准确之后点燃发动机,发动机点燃时间和熄火都要控制,这些动作都比较复杂。所以发射嫦娥一号时由于技术原因不得不采取这样一些围绕地球进行四次变轨的办法进入月球轨道。

  如果一次把它推入轨道,实际相对比较简单,简化了地面的测量,然后地面发送指令,这些过程都比较简单了。但反过来这对火箭的要求比较高,就是火箭要一次达到一定的速度,而且方向要非常准确,因为后面再没有时间去修正了。原来嫦娥一号绕地球旋转的过程中,地面可以不断跟踪,一定的时候可以修正。因为他有四次发动机点火,在发动机点火之前我们可以进行修正。一旦进入奔月轨道后,只能靠在奔月轨道上来修正了,这样要求高一些,轨道上修正只能做一些比较小的一两次修正。

  主持人:就是说在它发射时,它的姿态等都是要非常精准的?

  朱毅麟:是说他在入轨点时,也就是运载火箭把嫦娥二号送进奔月轨道的起点,这点的位置、速度、速度方向都要事先精准的测算好,而且要使它达到预定的要求,偏差不能太大,否则以后靠奔月轨道上的修正就很困难了。

  主持人:一般偏差多大之后会出现问题?

  朱毅麟:这个偏差就是几分的,方向不能超过一度,速度一般就是不能超过几米每秒,要求非常高。

  15公里近月距离要求轨道控制精确

  主持人:我们知道第二点,就是说这一次嫦娥二号会更加的接近月球表面,我们知道月境可能会带来更加精彩的月球表面的图片、各方面的数据、各方面的结果,这样近的一个距离,这样近的一个绕月的轨道,是不是也有新的讲究呢?

  朱毅麟:原来嫦娥一号围绕月球轨道的高度,月面是200公里,现在要求的正常情况下是100公里,这个已经是要求比较高了。另外,离月面越近,在月球重力不均衡的情况下,对轨道要求更大,所以控制起来比较复杂。这次不光是说100公里,而且为嫦娥三号做准备,嫦娥三号将来要下降到月面,因此嫦娥二号希望能做一个下降的过程,做下降的机动飞行,使嫦娥二号能够到离月面只有15公里的高度,当然不能着陆,着陆是下一步的事。这样进入到远月点200公里,近月点15公里,这样的椭圆轨道,在这个过程中地面要控制和测量,应当很准确。如果控制不好,可能就掉到月面了,所以这个对地面测控的要求,要它快速、精确的测量,这比过去要难得多。以前你在200公里轨道上、100公里轨道上让他自由飞行就行了,就是出现问题也是慢慢的掉下来,现在希望一下子让他下降到15公里,然后再回去,这个控制要求比较精确,而且要求要快速控制,因为他整个轨道飞行的时间是很短的。

  主持人:就是说在地面控制,一个时间点的把握,和他在轨道中姿态的一些把握。

  朱毅麟:嫦娥二号在围绕月球飞行过程中,地面是不断的测量的,除非它跑到月球背面的时候没有信号了,当然它又飞过来以后又可以测量,不断的跟踪。让它下降到15公里怎么办呢?就是要嫦娥二号的发动机点火产生推力,使得速度降低,降低速度以后它才能降低到15公里,这样就要控制好,如果你推力太大或者作用时间比较长,速度减太小可能就不是15公里了,就是几公里,甚至掉到月面上。

  嫦娥二号任务主要是拍摄着陆点详细图形

  主持人:这次嫦娥二号在月球的工作计划有哪些呢?就是它的科学目标?

  朱毅麟:这次的科学目标不是主要的,对月球表面环境的探测,这还是有的,一般宇宙探测器或者粒子探测器,都是有的,另外还带了CCD摄像机,摄像机当然也要拍摄月面的照片,当然这次拍摄月面照片是附带的,主要是拍摄着陆点的详细图形,比如为什么降落到15公里,在15公里的地方相机拍摄地面分辨率可以达到1.5米,如果在150公里高度上拍摄,可以达到10米,这比嫦娥一号要提高了很多倍。另外,嫦娥一号在200公里轨道上,相机拍摄的地面分辨率有120米,就是要很大的120米这么大的面积,才能看得清楚,现在CCD相机,为了拍摄地面将来月面着陆点附近的情况,可以去到1.5米,就是1.5的东西它可以看出来,精度就高多了。

  主持人:这次嫦娥二号会不会考虑带一些视频资料回来呢?

  朱毅麟:这个肯定会有的,因为CCD相机,拍摄的照片马上就会传回来的,而且现在传回来的速度也比较高了,过去嫦娥一号是每秒钟4兆比特,现在提高了1倍,就是每秒中8兆比特,就是它采用的测控通讯频率不一样,用的是X频段,比原来S频段带宽要宽一些,而且精度要高一些。

  嫦娥二号完成着陆点拍摄后将做一般性测量

  主持人:预计这次嫦娥二号在月球的工作时间多长呢?

  朱毅麟:这次的时间,具体他完成对月球未来着陆点的拍摄,估计时间也不会太多,但这完成以后就在100公里高度上围绕月球运行,做一般性的测量。

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