嫦娥二号飞离月球远探深空 为探测火星做实验

　　

　　嫦娥二号卫星环月飞行模拟图。

　　

　　嫦娥二号卫星今年4月1日达到为期半年的设计寿命以后，卫星上剩余燃料充足，且性能状态正常稳定。为了积累更多的深空探测经验，嫦娥二号6月9日下午成功飞离月球轨道，展开深空测控的拓展试验，由此成为我国航天测控史上测控距离最远的一颗卫星，并迈开我国深空探测的第一步。

　　奔向150万公里外

　　嫦娥二号卫星于9日16时50分05秒开机变轨，开始飞离月球轨道，飞向第2拉格朗日点继续进行探测之旅，此次飞行距离150万公里，预计85天后到达。嫦娥二号由此成为我国航天测控史上测控距离最远的一颗卫星，并迈开中国深空探测的第一步。

　　从15时30分开始，北京航天飞行控制中心通过国内地面测控站，开始向嫦娥二号连续发出控制指令和数据，卫星陆续完成变轨控制的各项准备动作。

　　飞控大厅大屏幕上三维动画生动展现了轨道控制的全过程。16时50分，卫星主发动机准时点火，发动机尾部喷出一团明黄色火焰，标志着轨控开始，17时08分，卫星发动机正常关机。随后，遥测和轨道数据的综合分析计算表明，卫星已飞离月球，飞向深空。

　　据北京航天飞行控制中心副总工程师周建亮介绍，按照轨道设计，整个飞往深空的过程分为“月球逃逸段”、“转移飞行段”、“平动点环绕段”三个阶段。9日实施的“逃逸”控制是卫星成功飞离月球的关键动作。由于卫星已进入超期服役阶段，所剩燃料有限，控制必须保持极高的精准度。北京中心经过分析计算，采用了两次加速的“逃逸”控制策略。6月8日下午，已对卫星进行了首次加速控制，使卫星从平均高度100公里的环月圆轨道，进入近月点高度104公里、远月点高度3583公里、周期为5.3小时的椭圆环月轨道，也称过渡轨道。9日的控制就是在过渡轨道上实施的，最终使卫星成功飞离月球。

　　测试深空探测能力

　　此次飞行试验，是嫦娥二号卫星在圆满完成预定工程目标后，为了进一步深化和拓展月球及深空探测成果而新增的一次拓展性试验。

　　“嫦娥二号的拓展试验分三项内容：第一项是补全月球南北两极的图像，第二项是再次降至近月点15公里轨道高度，对虹湾地区进行高分辨率成像，这两项试验已经在5月23日全部完成。剩下第三项，也是最重要的一项，就是择机从月球逃逸，飞往更远的深空。”国防科工局有关负责人说。

　　“我们要尽量延长嫦娥二号卫星的寿命，希望能坚持到明年底之前，因为我们正在研制35米和64米的深空测控站，到明年下半年的时候，这两个深空站具备执行任务的能力时，可以用嫦娥二号对这两个测控站进行测试、验证。”除上述技术目标外，嫦娥二号奔向深空还肩负着两项科学目标：第一是在深空开展地球远磁尾带电粒子探测，第二是对可能的太阳X射线爆和宇宙伽马爆进行观测。“不过第二个目标能否完成有一定的偶然性，因为太阳X射线爆和伽马爆会不会在这个期间正好爆发，爆发以后能不能恰好捕捉到，一定程度上要靠运气。”航天专家说。

　　中国科学院院士、我国深空探测首席科学家、嫦娥工程总设计师顾问叶培建解释，嫦娥二号如处在拉格朗日点上，与太阳和地球间的相对位置可保不变，所受到的太空中天体的引力影响也将减到最小，相对而言处于真正的失重状态，可以进行更多的探测和实验。

　　面临三项极大挑战

　　此次试验具有轨道新、距离远、飞行时间长、准备时间短等特点，面临着很大的风险，对嫦娥二号卫星系统、测控系统和地面应用系统都是极大的挑战：

　　一是可靠性的挑战。在拓展任务期间，要求卫星系统各个设备保持良好的运行状态，这是前提和保证；

　　二是整个测控的挑战。随着距离逐渐变远，卫星接收信号的能量就越小，所以要求卫星上的设备具有更好的灵敏度；

　　三是控制的要求。整个轨道飞行过程中，对误差非常敏感，要求实现精确的控制。

　　周建亮说，“因为嫦娥二号本身不是为这项任务设计的，而且现在属于超期服役，我们只能充分利用嫦娥二号的在轨资源。现在为了做这个事情，几乎把它的能力挖掘到了极限，没有多大的余地处理各种异常或者风险，这对于卫星控制的成功率、可靠性都提出了很高的要求。”

　　“中国的深空测控网络已可对150万公里外的第2拉格朗日点进行控制”，官方人士说，虽然飞往150万公里外的太空是对航天技术的一大挑战，但当前技术应可保证嫦娥二号空间探测任务的完成。(姜宁)

　　意义

　　创新之举奠定基础

　　此次试验的控制技术十分复杂，而且是国内首次，试验一旦成功，将创造我国航天飞行测控新纪录，也将是我国深空探测飞控能力又一次突破。此外，卫星应用系统也将获取更多有价值的深空科学探测数据，为我国后续深空探测提供宝贵资料和经验。

　　“可以说，飞往拉格朗日点的决定，是嫦娥二号几种可能结局中技术难度最大的”，空间技术专家庞之浩介绍，这一创新之举，是“以最小的代价，进行最大可能的科学探测”。

　　有关航天专家说，现在探测月球也只是到40万公里左右的地方，要到150万公里远的地方，测控、通信、数传、轨道设计都要经过验证，这将使中国在深空探测领域向前迈进一步。

　　“这是我们深空探测技术的一次尝试，从38万公里之外的月球到150万公里之外的第2拉格朗日点，嫦娥二号的探测距离一下子增长了约3倍，这将有助于研究人员开展多种能力的实验。”中国航天科技集团公司一位不愿具名的专家说。

　　“卫星从月球出发奔向这么遥远的深空，这在世界范围内都是第一次。”周建亮说，这次试验的最终成果将进一步验证我国深空探测关键技术，并为探月工程后续任务乃至深空探测的开展奠定坚实的基础。