北京時間11月5日11時37分,嫦娥一號衛星第一次近月制動圓滿完成,順利進入環月軌道,成為我國第一顆月球衛星──

第一次近月制動完成 "嫦娥"成功實現繞月飛行

記者 廖文根

2007年11月06日02:31  來源:人民網-《人民日報》

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  經過10多天的長途跋涉,11月5日11時37分,隨著第一次近月制動的成功完成,“嫦娥一號”終於與月亮相會,順利進入環月軌道,成為中國第一顆月球衛星。“嫦娥奔月”的美麗傳說終於成為生動的現實。

  “嫦娥”成功“牽手”月球,7日正式進入工作軌道

  國家航天局新聞發言人裴照宇5日介紹說,自10月31日嫦娥一號衛星開始奔月以來,衛星在地月轉移軌道共運行114小時,行程436600公裡。北京時間11月5日11時15分,嫦娥一號衛星首次飛達近月點,順利實施第一次近月制動,22分鐘后,衛星成功被月球捕獲,進入周期為12小時,近月點210公裡、遠月點8600公裡的月球極軌橢圓軌道。

  這標志著“嫦娥一號”已經成為一顆繞月衛星。

  據介紹,當嫦娥一號衛星飛臨月球時,受月球引力的影響,衛星相對於月球而言,飛行軌道為一條雙曲線軌道。衛星必須按照預定的時間、速度抵達預定的近月點,然后實施准確的制動控制,否則衛星將會與月球擦肩而過,或者撞上月球。因此,首次近月制動的時機非常寶貴,是整個衛星奔月飛行中最關鍵的一個控制點。

  為保証高速運動的衛星和月球准確進行空間交會,在地月轉移軌道約114小時的飛行過程中,嫦娥一號衛星於11月2日10時25分左右順利完成軌道修正,原設計的3次軌道修正由於變軌控制准確,取消了2次。

  裴照宇介紹說,嫦娥一號衛星將於11月6日11時左右進行第二次近月制動,將軌道調整為近月點200公裡,遠月點1700公裡,周期為3.5小時的軌道﹔11月7日8時左右進行第三次近月制動,將軌道調整為周期127分鐘,高度為200公裡的極月圓軌道。屆時嫦娥一號衛星正式進入科學探測的工作軌道。

  制動時機具有惟一性,“三大挑戰”考驗“嫦娥”環月

  為什麼要對嫦娥一號衛星實施近月制動?

  繞月探測工程衛星系統副總設計師黃江川解釋說,隨著嫦娥一號衛星與月球的逐漸接近,它所受到的月球作用力也在不斷加大,飛行速度將顯著提高。在抵達近月制動點時,衛星飛行速度約為2.4千米/秒。如果不減慢飛行速度,衛星就無法被月球捕獲進入環月運行軌道。

  “之所以分三次對衛星實施制動,主要是根據衛星上所攜帶發動機的推力大小設計的。”黃江川說,“這樣,不僅能夠減小每次控制的任務量,而且能夠有效節約衛星攜帶的燃料。”

  “第一次近月制動要克服三大挑戰。”北京航天飛行控制中心副主任麻永平介紹說:第一個挑戰來自制動時機的惟一性。如果不能在月球捕獲點實施近月制動,衛星就將與月球失之交臂,難以進入環月軌道﹔第二是月球空間環境的復雜性。我國衛星首次繞月飛行,我們對相應的空間環境還缺乏實際的了解和認識﹔第三個挑戰來自對軌道的測量與控制。按照計劃,嫦娥一號衛星要實施三次近月制動。第一次要把衛星的飛行速度從每秒2.4公裡降到每秒2.06公裡,進入周期為12小時的橢圓環月軌道,第二次要把速度降到每秒1.8公裡,進入周期為3.5小時的環月軌道,第三次再降到每秒1.59公裡,最終進入周期為127分鐘的極月圓軌道。如果沒有高精度的測定軌技術和軌道控制技術,很難保証這些任務的完成。

  衛星制動步驟復雜,成功充分証明實力

  “嫦娥一號”第一次近月制動是如何實施的呢?

  北京航天飛行控制中心總工程師王也雋介紹說,在實施制動前,北京飛控中心根據各測控站、船傳回的數據,實時跟蹤計算衛星的運行軌道情況,分析研究第一次近月制動的軌控策略,進行了充分的准備。

  他說,衛星近月制動發動機點火之前6小時和3.5小時,北京飛控中心分別計算出關於衛星進行姿態調整、軌道控制以及發動機點火的各項參數,在發動機點火前4小時和1小時各注入一次。這些數據和指令成為衛星實施近月制動的根據。

  繞月探測工程衛星系統副總指揮龍江介紹說,衛星制動大概分成三個過程:第一個步驟就是對衛星進行調姿,將衛星對太陽定向姿態轉向要開始加速或減速的方向。衛星的姿態達到設計好的方向之后,開始第二個步驟──發動機點火,其目的是給衛星一個加速度或者是反方向的制動,減慢其飛行速度,收到“剎車”的效果,達到軌道控制的目的。第三步,將衛星轉變為原來的常規姿態(對日定向姿態)。

  “這三個步驟都是比較復雜的。”龍江說,“在整個制動過程中我們都比較緊張,但信心非常足,因為我們的衛星狀態和整個設計狀態、各系統的保障都是非常有力的。制動成功也充分証明了我們整個隊伍的實力。”

  實現最終探月目標,還有3個關鍵環節

  雖然嫦娥一號衛星已經成為了一顆真正的繞月衛星,但並不意味著“嫦娥一號”從此可以“高枕無憂”。

  龍江介紹說,在衛星實現繞月飛行之后,為完成最終的探月目標,還有三個環節需要解決。

  首先,衛星還要進行兩次近月制動才能最終進入目標軌道,制動環節仍是最終實現探月任務比較關鍵的環節。第二,衛星進入目標軌道后,要實現載荷的科學探測,衛星必須保持一種“三體定向”的姿態:科學探測載荷要對月球進行定向,對月進行探測﹔為了保持足夠的能源繞月飛行,衛星的太陽翼要對太陽進行定向﹔為了將科學儀器探測出的數據傳回地球,衛星上的定向天線要實現對地球的定向。第三,由於月球的環境影響,在進入環月軌道后,衛星上的一些分系統如熱控、供電等相關的工作模式還需要調整。

  “針對后續工作中的關鍵環節,我們在地面制定了很多保障措施,這些措施都通過了驗証和試驗。”龍江說,“可以講,對完成后續的任務,我們整個研究隊伍充滿了信心。”



“嫦娥一號”——首次近月制動 新華社發

本網直播:嫦娥一號衛星推進分系統主任設計師魏延明做客人民網

  嫦娥一號在一至兩次軌道修正后。將於11月5日11時25分左右進入月球捕獲軌道,其后衛星將實施第一次近月制動,降低飛行速度,以使衛星能被月球引力捕獲,成為一顆月球衛星。進入直播頁面


人民網“嫦娥一號”專題

(責任編輯:蘇楠)
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