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嫦娥三号修正轨道 玉兔落月需过三关

系首次中途修正;受入轨偏差、宇宙环境影响,需择机校正航向;“玉兔”落月需顺利实施“刹车”变轨

2013年12月03日09:43    来源:新京报    手机看新闻

昨日,三级火箭上的摄像头记录下“器箭分离”画面。

昨日,“嫦娥三号”探测器整流罩残骸坠落江西遂川。

昨日1时30分,“嫦娥三号”月球探测器顺利升空。当日15时50分,在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,嫦娥三号成功实施地月转移轨道首次中途修正。

修正确保抵达环月轨道

精确实施轨道修正,是确保嫦娥三号准确抵达环月轨道的重要一步。北京飞控中心研究确定首次轨道中途修正控制策略,成功向探测器注入控制参数,启动探测器自身携带的推进器,顺利实施首次中途轨道修正。

飞控中心“校时”万台设备

“航天器的测控,时间精度要精准到微秒量级,也就是百万分之一秒。”北京飞控中心时统专家梁玉秋2日向记者解读了在飞控任务的“时间统一系统”。

对于嫦娥三号任务来说,整个测控网涉及成千上万台设备,有遍布全球各地的测控站和测量船,这需要把整个测控网时间同步到一个时钟上。北京中心对现有“时统”设备进行了多次升级改造,可以通过故障诊断程序对系统故障进行自动检测和切换。

“深空之眼”引路嫦娥三号

2日11时6分,位于上海佘山脚下的亚洲最大65米口径射电望远镜——“天马望远镜”开始正式捕捉嫦娥三号月球探测器。它将与北京密云、云南昆明、新疆乌鲁木齐等5台望远镜合作,形成一个口径达3000多公里的“深空之眼”,为探月测轨、着陆器“落”月以及“玉兔号”月球车定位进行精密测量。

【探月闯关】

嫦娥三号“零窗口”发射、精确入轨,只是奔月之旅第一步。西昌卫星发射中心测控数据专家、高级工程师车著明表示,在漫漫奔月旅途中,嫦娥三号至少还有3个关键环节需要跨越。

【第一关】 轨道修正

1米/秒速度误差也需修正

在地月转移轨道,嫦娥三号需要飞行大约5天时间。

在人类探月活动的历史上,曾多次发生探测器未能实现月球的捕获而丢失在星际间的事故,这大多是由于飞行过程中卫星姿态和速度控制不精确造成的。如果卫星在地月转移轨道近地点有1米/秒的速度误差或1千米的高度误差,飞到月球附近时都将产生几千公里的位置误差。

在高速飞行的过程中,嫦娥三号必须在地面的指令下进行中途轨道修正。一般来讲,至少需要进行两次修正,第一次是在进入地月转移轨道的一天之内,第二次是在到达月球的前一天内。这些指令,都是由设在北京的航天飞行控制中心发出的。

【第二关】 减速制动

“刹车”晚了卫星将撞月

大约5天后,当嫦娥三号卫星到达距月球200千米位置时,需要进行减速制动,也就是“刹车”。只有这样,才能被月球引力捕获,成为绕月飞行的卫星。

这是实现绕月飞行的一个重要步骤:“刹车”晚了,卫星就要撞到月球上去;而“刹车”早了,则会飘向太空。“刹车”是否成功,关键取决于卫星当时的位置和速度矢量是否正确。在嫦娥一号、二号任务中,我国科学家都一次成功,对卫星实施了精确制动。

【第三关】 绕月变轨

变轨控制决定能否顺利落月

第一次近月制动,将使嫦娥三号进入100公里的环月圆轨道。从这一刻起,嫦娥三号成为真正的绕月卫星。

运行4天后,嫦娥三号变轨进入15公里×100公里的椭圆轨道。此次变轨控制,对于嫦娥三号能否顺利落月至关重要,也是我国迄今对距离地球最远的航天器实施变轨操作。

在椭圆轨道上运行4天后,嫦娥三号从高度约15公里的近月点开始动力下降。

■ 发射揭秘

发射“零窗口”如何实现

2日1时30分,嫦娥三号实现“零窗口”发射。探月工程发射场系统副指挥长赵民说,根据任务要求,嫦娥三号要一次入轨,直接进入地月转移轨道。“这对火箭发射精度提出了高要求。”

发射中心首次采用双激光惯组加卫星导航修正复合制导方式确保火箭的入轨精度。通过内测设备和外测设备同时对火箭的飞行状态进行监控并及时进行修正。相当于为火箭精确飞行加了双保险。

对发射场区气象信息的精确预报为“零窗口”发射发挥了重要作用。为此,气象中心对40年来的气象资料进行分析比对,通过对气象因素的精细化预报。

■ 残骸处置

村民砍柴发现整流罩残骸

昨日上午9时许,探测器的两片整流罩坠落在江西遂川县山区,坠落时未造成人员伤亡,也未被人为破坏。

遂川县左安镇杨芬村村民刘冬凤表示,“大概是在凌晨听到一声巨响,就像打雷一样,噼里啪啦的声音。白天打柴的时候就发现了(整流罩),马上打电话给村里。”

两片卫星整流罩分别在该镇杨芬村和洋溪村被发现。其中一块仰面摔在杨芬村离村民房子150米左右的竹松林山坡上,另一块掉落在洋溪村海拔1100多米高的牛肩山顶。

据遂川县人武部政工科付林昨日介绍,该县人武部两天前就接到上级通知,整流罩可能坠落在遂川境内,“我们就早早地做好了准备,下一步我们将对整流罩进行保护,并通知卫星发射中心等部门,协助他们进行后期处理”。

(责编:实习生 孙芮茸、马丽)

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