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嫦娥二号突破四大关键技术

http://www.sina.com.cn  2010年09月30日16:01  东莞时报
嫦娥二号突破四大关键技术
如遇到气候等原因,不能第一时间发射,将在10月2日和3日择机发射

  中国探月工程新闻发言人昨日发布消息:嫦娥二号卫星和火箭已完成发射场区的测试和检查,测试结果正常,完全满足发射的技术条件。将于10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射。如果遇到气候等原因,不能在第一窗口时间发射,还选择了10月2日和3日择机发射。

  嫦娥二号卫星是探月工程二期的技术先导星,主要目的是验证嫦娥三号任务的部分关键技术,为后续的嫦娥三号、嫦娥四号探测器实现成功落月积累经验,进一步深化嫦娥一号月球科学探测。

  按照任务计划,卫星将由长征三号丙运载火箭送入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的直接奔月轨道,然后奔月飞行约112小时。当卫星到达月球附近的特定位置时,实施近月制动及轨道调整,进入100公里工作轨道。之后,卫星择机变轨,进入100公里×15公里椭圆轨道,验证轨道机动和飞行技术,拍摄后续任务虹湾预选着陆区图像,然后返回100公里圆轨道,并开展相关技术试验和科学探测。

  目前,嫦娥二号任务各系统状态良好,各项准备工作进展顺利。 据新华社

  突破四大关键技术

  嫦娥二号卫星将于10月1日至3日在西昌卫星发射中心择机发射。作为我国探月工程二期工程的技术先导星,嫦娥二号突破了四大关键技术。

  一是地月转移轨道发射技术。

  嫦娥二号任务选用长征三号丙火箭在西昌卫星发射中心发射,由运载火箭将卫星直接送入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的奔月轨道。相比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,嫦娥二号取消了调相轨道飞行,改为直接进入地月转移轨道,节省了7天时间。

  二是环月飞行轨道控制技术。

  嫦娥二号卫星在奔月途中,将视情况进行2-3次轨道修正,以保证与月球准确交汇。经过约112小时的奔月飞行,当卫星到达距月球100公里的近月点实施三次近月制动,进入高度100公里、倾角90°的环月工作轨道。相比嫦娥一号在200公里处的近月捕获,嫦娥二号实施近月捕获时飞行速度更快、轨道更低、制动量更大,同时月球不均匀重力场对卫星轨道的摄动影响也相应增大,大大提高了对卫星制动控制精度的要求。

  三是深空测控通信技术。

  在嫦娥二号任务实施过程中,将首次试验低密度校验码(LDPC)遥测信道编码技术,以提高星地通信能力;首次试验X频段测控体制和校差差分单向测距等技术,以提高卫星测定轨精度;首次开展紫外敏感其自主导航、高速数据传输等试验、为后续探月及深空探测任务积累重要的技术基础。

  四是高分辨率立体相机研制。

  新研制的TDI-CCD相机,能够将图像分辨率从嫦娥一号的120米提高到10米左右,在15公里轨道处能达到1.5米。TDI-CCD相机采用多条线阵CCD对同一目标多次曝光的原理,以满足分辨率提高对相机曝光控制要求,是我国相关载荷研制技术的一个重要突破。

  航天技术转民用的周期一般为5年

  5年后,我们或许能用上嫦娥二号科研品

  嘉宾简介

  庞之浩 现为中国空间技术研究院研究员,《国际太空》杂志执行主编,中国宇航学会会员,中国空间科学学会空间探测专业委员会委员,中国遥感应用协会专家委员会委员。多次担任中央电视台直播嘉宾。

  ○ 本报记者 叶能军

  我国探月工程2004年立项,仅用3年多时间,便于2007年将第一颗探月卫星“嫦娥一号”送上天,探月工程一期任务取得圆满成功。

  如今,中国探月再度出征,“嫦娥二号”已经整装待发。航天事业跟民用生活有何联系?探月工程究竟可以为我们带来什么?本报记者昨日专访了中国空间技术研究院《国际太空》杂志执行主编庞之浩。

  1、与嫦娥一号任务相比,“嫦娥”二号探月卫星有何改进?

  庞之浩:“嫦娥一号”发射升空后首先要进入地球调向轨道,经过几天的飞行,达到一定速度以后,才到地月转移轨道;而“嫦娥二号”采用新的长征三号丙火箭发射,直接送到地月转移轨道,达到地月转移轨道的速度即10.9公里每秒。这是一大成功,将起码节省7天飞行时间,降低测控成本,节省卫星燃料。

  “嫦娥一号”是在离月球两百公里的高度飞行,而“嫦娥二号”将降低到一百公里,并采用了高分辨相机,大大提高了拍摄月面照片的分辨率,由原来的120米达到10米,在做轨道机动飞行等动作后,可以把飞行轨道降到离月面15公里,这样拍摄的照片分辨率能达到1.5米,也就是说,只要是比边长1.5米的正方形更大的物体,在卫星图片上都能看得清楚。这样一来,不仅对科学上有意义,而且可以详细了解未来“嫦娥三号”和四号预着陆区的情况。

  此外还将试验一些其他的技术。比如测控技术,以前是采用S频段,这次我们要试验X频段测控技术。S频段频率是2-4G,X频段频率是8-12个G,频率越高、速度越快。

  2、我国实施“嫦娥”探月工程有什么样的意义?

  庞之浩:有政治、科研、能源三重意义。探月工程反映国家的综合国力,能够提高民族自信心和凝聚力,而且如果探月成功,甚至把太空作为一个研究太空的基地,那么一旦将来在太空领域产生安全方面的隐患,就可能提前被发现,这对国家安全非常重要。

  从科研来说,月球上保留了一些30-40亿年前的地质地貌,通过研究可以了解月球乃至地球的起源与演变,而月球没有大气层,很适合天文观测,在此建立天文台,可以进行全波段的天文观测,也没有无线电干扰。

  月球上有宝贵的氦3,这是一种高效、可靠、清洁的核聚变原料。氦3在地球上只有15吨,月球上有100万吨到500万吨,如果开发出来,100万吨氦3能满足地球一万年的能源需求,这还只是保守的估计。此外,因为月球没有大气层,太阳能可以直接利用。

  3、上述所说更多是一种对未来的美好愿景,探月工程乃至航天事业对民众当下的生活会有哪些实际的影响?

  庞之浩:通过探月工程及其他航天事业拉动高技术的发展,比如遥测技术、材料技术、计算机技术、机器人技术等等,而且这些技术以后还能转于民用,可以产生更大的效益。现在世界上很多航天技术都转为民用了,比如尿不湿、CT、笔记本电脑、ICU室、条形码、气垫鞋等,这些最早都是用于航天技术的。

  事实上,我国在探月工程中开发了一些新技术,这些技术有可能在未来转入国民经济中。从目前世界的整体情况来看,航天技术转化民用的周期越来越短,有的5年以后就可以转化成民用了,整体的效益大概是1:10,即投入1元钱能够获取10元效益。

  4、目前我国航天科技民用化的应用水平如何? 

  庞之浩:航天技术有直接应用和二次应用。直接应用搞得最好的是通讯卫星,一台通讯卫星转发器的年租金高达上百万,一颗通讯卫星的寿命可达15年左右,有几十台转发器,效益最好。导航卫星发展前景非常广阔,美国已经建成了GPS系统,每年可带来300亿美元以上的效益。遥感卫星既有社会效益又有经济效益,比如气象卫星预报,我国的风云一号、二号、三号卫星都加入了国际气象卫星组织,所得到的数据全世界共享,我们也可享受国外气象卫星的数据,这对减灾非常有帮助。

  航天技术的二次应用,我们国家也在积极开展。如把卫星的控制技术应用于火车的控制、纺织机的控制,随着我国航天技术的发展,不仅一次应用的范围会扩大,二次应用也会取得更大成果。如太空育种,把种子带到太空绕一圈回来以后,能改善种子品质提高产量,我国成功发射了首颗太空育种卫星,这在国际上是不多见的。

  5、在当今世界卫星导航市场,我国居于什么样的地位? 

  庞之浩:美国GPS市场占有率最大,它已经建成了,由24颗工作星、6颗备份星组成,军民两用;俄罗斯由于经济及发展方针原因,导航卫星一直保持在十八九颗的状态,只能进行区域导航。

  我国的情况是先发射了4颗“北斗”导航试验卫星,后来又陆续发射了5颗“北斗”导航卫星,一共达到9颗,取得了巨大成功。而且我们的导航卫星具有一个特殊功能,不仅能够导航,还能发短信,这在救灾中起到很大作用:因为灾区往往在遭受灾害的同时,通讯设施也会受到波及,借助这一导航系统,在通讯受阻的情况下,救灾人员能通过短信将灾情情况报告给救灾指挥部。

  我国计划在2012年建成区域卫星导航系统,由12颗卫星组成,到2020年以前,建成由35颗卫星组成的全球卫星导航系统,定位精度优于10米。

  6、探月工程从立项到“嫦娥一号”上天,我国探月工程首席科学家欧阳自远院士透露的花费是14亿元。那么“嫦娥”上天会给我们带来什么样的现实回报呢?

  庞之浩:主要是在科研上取得了成果。取得了世界上第一幅全月图,根据带回来的数据,制作了世界首个月球三维立体图,在世界居领先地位。另外,对全月面的3种有用元素进行了探测,同时探测了五种元素局部的分布和含量,这对未来开发月球是很有用的。另外还探测了月球月亮厚度和估计氦3的含量,跟未来的能源有很大关系。

  7、在部分民众看来,航天事业是一件既费钱又离他们生活很远的事情。如何才能启发和吸引更多的公众特别是青少年的参与?

  庞之浩:中国科技馆、北京天文馆做过调查,青少年对什么最感兴趣?就是对天文和航天感兴趣,能够激发他们探索未来的欲望,对青少年的探索思维是很好的培养。

  当然仅仅有兴趣还不够,我们还应通过广泛的宣传和科普,巩固并强化这种兴趣,最终把兴趣转变为实际行动,因为一代又一代的航天人总是从青少年成长过来的。

  美国“阿波罗登月工程”在这方面的宣传最为成功,对美国的政治、社会、经济都产生了正面推动作用。

  8、说到美国载人登月,美国科学家比尔凯恩在其著作《我们从未登陆月球》中,质疑“阿波罗登月”计划是惊世骗局,并在全球引发了一场大辩论。我国航天科学界对此看法是怎样的?

  庞之浩:最近,美国、日本、印度发射的一些月球探测器,都探测到了美国阿波罗载人登月工程留下的着陆器、仪器等设备,甚至于前苏联当年发射的月球车也发现了,这足以证明这一计划是真的。

  人们的质疑,主要是当时拍摄的一些影像用生活常理解释不了。对此,我国探月工程首席科学家欧阳自远院士曾经过科学的解释。

  9、中国第八次公民科学素质调查显示,到2010年,全国公民具备基本科学素质的比例为3.27%。如何看待这一调查结果?

  庞之浩:我对这一调查的信息收集和分析系统不了解,不便发表评论。但我认为公民科学素质跟一个国家的科普水平息息相关,而我国的科普开展现状并不理想。

  10、提高和促进公民科学素质,你有何建议?

  庞之浩:对现行教育体制要进行一定的改进,培养青少年独立思考的精神,不一味的要求青少年做一个没有否定精神的“乖”孩子,而且答案不应是唯一、统一的,最好是开放式的;要重视科普工作,我在美国看到,美国所有的自然博物馆、航空航天博物馆都是对所有公民免费开放的,大批美国青少年、欧洲青少年在此参观、汲取知识,这对科学素质提高非常有用;国家在开展科普工作时,应实现趣味性和科学性相结合,使公众尤其是青少年悦读科普,我国的探月工程就提供了这样一种机会。

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