“嫦娥二号”拟金秋奔月 为月球拍“特写”

陈永杰

2010年09月07日08:20  来源:《北京科技报》

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  8月29日,在中国运载火箭技术研究院内,一场主题为“我要飞得更远”的仪式正在举行,这是为了欢送长征三号丙火箭发射试验队出征西昌卫星发射基地而举行的仪式,由于该试验队担负着“嫦娥二号”探月卫星的发射任务,所以格外受到关注。这意味着“嫦娥二号”探月卫星已经整装待发。

  记者从有关方面获悉,原定于今年年底前发射的“嫦娥二号”探月卫星有望提前到金秋十月发射。作为我国探月工程二期的先导星,“嫦娥二号”将在西昌卫星发射中心发射升空,而我国的探月二期工程也将同时拉开序幕。

  “嫦娥一号”于2007年10月24日成功发射;2009年3月1日,“嫦娥一号”成功受控撞月。

  谈到“嫦娥二号”的由来,中国探月工程原总设计师孙家栋院士告诉记者,“嫦娥二号”其实是为了确保首次探月工程的万无一失,特意为“嫦娥一号”卫星制作的备份卫星。所以从卫星外观方面,“嫦娥二号”和“嫦娥一号”大小和形状都完全一样,可谓是孪生姊妹。随着“嫦娥一号”成功发射,备份星的身份需要重新考虑,将其由预备队转正,正式命名为“嫦娥二号”。同时,作为探月工程二期的先导星,“嫦娥二号”用于试验验证二期工程轨道、测控和软着陆等5个方面的关键技术,降低探月工程二期的技术风险。

  那么,作为备份星的“嫦娥二号”和“嫦娥一号”有什么区别呢?孙家栋院士说,“嫦娥二号”是“嫦娥一号”升级版,在奔月路线图、月球探测轨道和携带有效载荷方面都有所不同。

  “嫦娥一号”卫星用了10天时间走完了探月的路程。卫星在发射升空后,火箭将其送入地球轨道,卫星先围绕地球用5天的时间转5圈,加速后,再踏上奔向月球的征程,再经过5天的飞行才到达月球轨道。

  与“嫦娥一号”卫星的这种间接方式相比,“嫦娥二号”卫星行程缩短了一半,整个探月路程只要5天时间。孙家栋院士告诉记者,节省的时间就是取消了卫星围绕地球飞行的设计,采用直接“奔月”的方式。

  运载火箭直接将“嫦娥二号”卫星送到探月轨道,这对运载火箭的速度和推进力提出了更高的要求。所以,运载火箭也作了更换,长征三号丙火箭将要克服月球表面热环境的影响,实验近月空间的各种参数,为登月和返回做数据准备,目的是为 “嫦娥三号”的发射进行提前演练。

  据透露,执行此次任务的长征三号丙火箭,较之前运送“嫦娥一号”上天的长征三号甲火箭,主要是增加了两个火箭助推器。在加足马力的同时,直飞对火箭的入轨精度和入轨速度均有严苛要求。

  除了奔月时间缩短了一半以外,“嫦娥二号”比起“嫦娥一号”来说,跟月球的距离更加近了,其探月轨道由200公里降低为100公里。

  探月工程首席科学家欧阳自远告诉《北京科技报》,其实在“嫦娥一号”卫星发射的时候,设计的是距离月球表面200公里绕月探测,但我国当时的科研水平已经具备距离月球100公里飞行的能力,只是首次探测月球,为了保险起见,采用了比较稳妥的绕月方式。

  “后来,‘嫦娥一号’在完成既定任务后,在地面科研人员指令下,’卫星成功地完成了降低轨道、撞击月球的一系列事先没有设计的科学实验,为‘嫦娥二号’的发射奠定了基础。”欧阳自远说。

  虽然是“嫦娥一号”的备份卫星,但是,“嫦娥二号”卫星在探月二期工程中担任先导星,因为它要寻找到合适的着陆地点。

  欧阳自远告诉记者,虽然现在我们已经有一个预计的落点,但是这个落点的情况需要再进一步探测,表面的地形地貌要进一步勘测。

  为此,“嫦娥二号”卫星特意装备了经过升级的两件重要“武器”——CCD相机和激光高度计,凭借这两件装备,“嫦娥二号”将为月球着陆器选择更加安全、合适的着陆地点。

  中国科学院西安光学精密机械研究所赵葆常研究员是“嫦娥一号”有效载荷光学成像系统主任设计师,这次他也担负起了“嫦娥二号”的同样任务。

  “嫦娥一号”CCD立体相机第一次实现了月球表面的100%覆盖,制作的“全月球影像图”在几何配准精度、数据的完整性与一致性、图像色调等方面均在国际上处于先进水平。

  谈到这次为“嫦娥二号”装备的CCD相机,赵葆常告诉《北京科技报》,“嫦娥一号”设置的是120米清晰度的相机,当时的任务是拍月球的“全景”照片。而“嫦娥二号”是为了拿到着陆区上一些详细的数据,因此,CCD相机的清晰度调整到了7米的分辨率,主要任务就是拍着陆区“特写”照片。

  “如果飞得近的话,相机的分辨率可达到1米,拍摄的照片的清晰度还要更高。”赵葆常说。如果达到这个水平,“嫦娥二号”的精确度就仅次于美国的水平,进入世界先进行列。目前精度最高的月球探测器是美国的“月球勘者”,精度优于1米。

  根据“嫦娥一号”数据制作的“全月球影像图”为国际先进水平。而完成这一任务的就是其携带的激光高度计。

  “‘嫦娥二号’卫星携带的升级版激光高度计将为落月卫星‘嫦娥三号’的候选着陆区精细制图,确定月球车释放位置。”探月工程激光高度计激光器项目负责人、中科院上海光学精密机械研究所陈卫标研究员告诉《北京科技报》。

  陈卫标说,“嫦娥二号”的升级版激光眼将在月面几个重点区域内密集“踩点”,发射频率增到“嫦娥一号”的5倍——从每秒钟打1个点变为每秒5个点,留下的“激光足印”间距变得更小。即使在100公里高的卫星轨道上飞行,“嫦娥二号”的激光测距精度也可达5米。

  据悉,探月二期将实施3次飞行任务,分别命名为“嫦娥二号任务”“嫦娥三号任务”和“嫦娥四号任务”。中国计划于2013年发射月球着陆探测器,并在2018年完成月球轨道对接和返回工程。

(责任编辑:赵竹青)
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