“嫦娥一号”卫星解密

　　孙宏金

　　如果说“嫦娥工程”中的五大系统谁也离不开谁的话，那么，“嫦娥一号”应该是整个工程的重中之重。因为，一方面，奔向38万公里的月球要靠它，对月球进行拍照探测要靠它，向地球传回图像照片还要靠它。另一方面，“嫦娥一号”卫星系统不仅较其他系统有不同的特点，而且任务全新，挑战巨大，技术创新项目很多。

　　实际研制只用了3年

　　2002年4月，“嫦娥一号”卫星转入预发展阶段，开始进行卫星的方案设计工作。当年9月，“嫦娥一号”卫星各分系统方案通过了设计评审，11月，在中国空间技术研究院专家挑剔的目光中，“嫦娥一号”卫星总体设计方案通过了专家的审查。自此，“嫦娥一号”卫星开始了初样的研制工作。

　　2005年12月9日，整星转正样评审结束，随后研制人员完成了正样星部装、管路焊接、分系统联试、星上产品验收及正样星总装。2006年5月，各种测试试验和演练工作基本完成。2007年1月19日，“嫦娥一号”终于迎来了奔赴发射场前集团公司级和国防科工委级的“大考”。

　　以工程总设计师孙家栋院士为组长、工程总指挥栾恩杰、首席科学家欧阳自远院士等28位专家组成的评审组，听取了卫星出厂研制预质量报告、质量监督代表的意见。评审组认为，“嫦娥一号”卫星已完成了正样研制流程规定的全部工作，卫星技术状态、功能和性能均满足工程总体提出的要求；研制过程质量受控，出现的问题已按规定要求完成了归零和分析工作，对其他型号出现的问题进行了举一反三工作，卫星质量状态良好，同意通过出厂评审。

　　如果从卫星方案设计算起，“嫦娥一号”卫星研制前前后后花了5年时间；如果从“嫦娥工程”正式立项，卫星开始工程研制算起，实际研制只花了3年多时间。

　　2007年8月3日，“嫦娥一号”卫星通过了国防科工委的出厂审定。至此，卫星研制工作宣告结束，队伍待命出征。

　　突破四大关键技术

　　迄今为止，我国研制发射的各类卫星均是在地球引力的范围内运行，而“嫦娥一号”卫星是我国第一次研制脱离地球引力场的空间飞行器，“嫦娥一号”卫星的研制有许多关键技术需要攻克。概括起来主要有如下四点：

　　1、轨道设计

　　轨道设计是绕月探测卫星成败的关键。分析求解地球至月球转移轨道，建立中途修正的数学模型、方法和编制软件，利用调相轨道扩大发射窗口，环月轨道的超长期性状研究，月球卫星轨道捕获、调整以及长期运行过程中轨道调整的控制策略和具体方法，月球卫星轨道的测轨预报的精度分析、月球卫星轨道优化设计等都是必须解决的问题。

　　2、对月姿态确定技术

　　为保证有效载荷的正常工作，对卫星的姿态控制精度有较高的要求。而月球表面不像地球有比较稳定的红外辐射场，因此，对月姿态确定不能采用红外敏感器，必须采用其他手段，如紫外敏感器或星敏感器加外推算法。

　　3、测控和数据传输

　　月球探测卫星距离地球遥远，测控通信的自由空间损耗高于中低轨道卫星和地球同步轨道卫星。同时由于我国测控网网站的分布有限，因此，卫星在很多时间内处于不可见的区域。如何提高卫星上天线的发射增益，在有限的时间内完成测控和科学数据的传输，是一个需要解决的问题。

　　4、星上热控和电源系统的设计

　　日－地－月三者相互关系和环月轨道决定了一年中卫星与太阳的相对位置变化很大，同时月球反照、红外辐射随时间的变化也较大，因此，卫星的外热流环境复杂多变。这给热控和电源系统的设计带来了新的问题。由于“嫦娥一号”卫星复杂的飞行阶段和飞行姿态、以及月球表面特殊的温度分布，卫星表面的外热流非常复杂、变化剧烈，给整星的热控设计带来很大困难。

　　能否突破这些关键技术，既决定了“嫦娥一号”卫星能否完成月球探测任务，也决定了“嫦娥工程”的成败。

　　“嫦娥工程”对“嫦娥一号”卫星提出的总体目标是：“精确变轨、绕月飞行、有效探测、一年寿命”。

　　在“嫦娥一号”卫星的工程研制中，我国航天科技工作者本着“快、好、省”的原则，根据我国目前的科学技术水平，充分利用我国应用卫星研制的成功经验和成果，最大限度地采用经过太空飞行试验检验的卫星各分系统的硬件和软件，并针对卫星环绕月球飞行的特点，进行了大量必要的适应性修改和创新。