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 人民網科技頻道 特別策劃  編輯:張文君

                                                                                                                   

 京、滬、烏魯木齊和昆明4地望遠鏡聯網為嫦娥一號奔月導航
 

  “嫦娥一號”衛星仿佛一隻即將放飛月球的“風箏”,要精確地從地球軌道奔向月球軌道,就得抓住“風箏”后面那根無形的線,而這根線的一頭就拴在上海。昨天(18日),中科院上海天文台及佘山觀測站已進入“臨戰狀態”,幾天之內這裡就將與國內三座天文台的望遠鏡聯網,為“嫦娥奔月”導航指路。發射成功之時,可能傳出一句行話:“北京,北京,我是上海,衛星已捕獲。”

  最長“風箏線”合力牽

  我國迄今發射的所有衛星均繞地球運轉,其中軌道最遠的一顆,距離我們約8萬公裡,而這隻是“嫦娥”衛星38萬公裡路程的一個零頭。以往,位於地面的我國航天測控設備,以及狀如雷達碟形天線的射電望遠鏡,隻要通過發射和接收衛星電磁波,就能較精確地測定其軌道。而如今,要站在地球上,“看”清月亮旁邊一顆正以每秒1000多米速度飛行的人造衛星,這對“視力”的要求提高了好幾個數量級。

  “嫦娥”背后的這條最長風箏線,絕非簡單直線延伸,而是要先繞地球好幾圈,再像擲鏈球一樣把衛星“拋”向地球月球之間的“轉移軌道”,再經長途“擺渡”,最終進入月球>>>詳細

 

 

嫦娥一號五大系統之“測控系統”

  

  越來越擁擠的太空之所以沒有變得雜亂無序,是一個神奇的力量引導著這些航天器始終按照自己的軌道飛行,偶爾偏離軌道,也能很快"迷途知返"﹔一旦發生了故障,就能得到及時搶救和精心照料﹔即使意外失控隕落,人們也能及早預知,防患於未然。這個神奇的力量,來自於龐大的航天測控網。

 

  

  測控系統:嫦娥的“保護神”

  

  在嫦娥繞月探測工程五大系統中,測控系統至關重要。打個比方說就是不管“嫦娥”飛到哪裡、走得多遠,始終有一根無形的線在掌控著它。在“嫦娥”一號實施的整個過程中,航天測控通信網像一張百密而無一疏的恢恢天網一樣,始終掌管著“嫦娥”一號的“一舉一動”。

  從運載火箭發射和嫦娥一號衛星的發射“啟程”開始,航天測控通信網就通過強大的捕捉機構和能力,始終對“嫦娥”一號的運動和工作狀態進行著嚴密的測量和控制,負責其整個飛行任務期間 的幾大任務。

  

  “保護神”的五大任務:

  

  ●軌道測量 ●遙測監視  ●遙控操作  ●飛行控制  ●提供地面數據保障 >>>

航天測控系統示意圖

 

 

嫦娥給“保護神”帶來新挑戰

  以前我國所進行的航天測控一般是採用統一的S頻段航天測控網(USB),盡管它經過了包括載人航天工程在內的地球衛星、載人飛船等的嚴格考驗,証明了它的先進性、成熟性和可靠度。但是,對於月球探測工程來說,一方面,由於月球衛星距離地面測控站的距離比地球衛星遠得多,所以測量控制的難度大得多﹔另一方面,我們對月球特別是其重力異常等情況了解不多,所以隻有在確保“看得見”和“測得准”的基准下,才能及時“控得住”。

  經過我國測控專家的多方研究、實驗和論証,為了保証“嫦娥一號”探月的萬無一失,採取了以S頻段航天測控網(由北京、長春、青島、西安、西昌、太原、酒泉、南寧、喀什等測控點以及遠望號測量船構成)為主、以甚長基線干涉網(由北京、上海、昆明、烏魯木齊四個天文觀測站構成)為輔的聯合航天測控網,並且在此基礎上,根據探月的特點進行適當的技術改進,以滿足“嫦娥一號”各飛行階段的遙測、遙控、軌道測量和導航任務,讓遠行的“嫦娥一號”一路平安飛完它的閃光一生。

 

〝保護神〝派出大將--VLBI

 

  嫦娥一號初出“遠門”,誰負責和遙遠的她時刻保持密切的聯系?此時,我們將推出嫦娥一號五大系統的另一大功臣──VLBI測軌分系統。

  它肩負著參與“嫦娥一號”衛星的測、定軌任務,將與我國航天測控網一起,完成遠離地球38萬公裡之遙的“嫦娥一號”衛星的精密測定軌任務,是整個工程不可或缺的一個十分關鍵的分系統。

  VLBI分系統的組成包括位於上海天文台的VLBI數據處理中心和國內四個基本VLBI觀測站(上海佘山25米站、北京密雲50米站、昆明40米站、烏魯木齊南山25米站)。上海天文台作為VLBI測軌分系統研制責任單位,完成了嫦娥一號衛星任務VLBI分系統總體技術(實施)方案,並會同國家天文台、國家天文台烏魯木齊天文站、國家天文台雲南天文台和各外協單位,完成了VLBI台站的建設和改造任務。

  VLBI測軌分系統是嫦娥工程中十分重要的一個分系統。它的設立是工程總體根據我國國情制訂的創新決策,也是中科院長期科研工作的積累。 

 

踏實沉穩的“保護神”


     

  為滿足載人航天的基本要求,我國航天測控網建立了網絡管理中心,對測控網進行集中監控,並負責測控資源的動態優化配置,實現了對陸上、海上所有13個測控站的聯網和統一管理調度。我國航天測控網可對火箭、各種軌道衛星和載人飛船等航天器提供高精度測控支持服務,實現了"飛向太空、返回地面、同步定點、一網多星、國際兼容、飛船回收"六大歷史性跨越。我國航天測控網不僅軌道測算精度高,而且具備天地話音、電視圖像和高速數據傳輸等能力。測控中心的專家組可根據各測控站傳來的信息,研究決策並直接向航天器發送指令,實現了對航天器的"透明"控制,大大強化了監控能力,特別是提高了在應急情況下的測控能力。我們充分利用我國有限的國土跨度和其他資源,通過優化測控站、船布局,確保航天器在上升段、變軌段、返回制動段、分離段等關鍵飛行段落的測控支持。

 

“保護神”功勛卓著

 

  2005年7月4日,美國宇航局的"深度撞擊"號彗星探測器,與"坦普爾1號"彗星進行了一次史無前例的碰撞,在距地球1.3億公裡、相對飛行速度達到每小時36000公裡的條件下,"深度撞擊"號准確地命中了"坦普爾1號"彗星。在成功實施這次撞擊前,科研人員已經精確計算出探測器和"坦普爾1號"彗星的運行軌道,控制探測器按既定軌道飛行﹔及時檢測飛行參數以確定是否需要修正其軌道﹔發出指令修正並改變探測器軌道﹔准確地在預定軌道位置釋放撞擊器。這一切說明,對彗星探測器的精確測控是完成這次撞擊實驗的重頭戲。至今,人類已先后將5000多顆衛星、飛船、航天飛機和空間站等航天器送入太空。

  然而,太空並未因此變得雜亂無序,一個神奇的力量引導著這些航天器始終按照自己的軌道飛行,偶爾偏離軌道,也能很快"迷途知返"﹔一旦發生了故障,就能得到及時搶救和精心照料﹔即使意外失控隕落,人們也能及早預知,防患於未然。這個神奇的力量,來自於龐大的航天測控網。

 

來源:人民網科技 (責任編輯:張文君)
 
 
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