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专家独家解读近月制动特点难点

2010年10月6日 12:09

来源:新华网 作者:胡锦 孙瑞博 选稿:黄骏

  东方网10月6日消息:嫦娥二号卫星10月6日上午按照预定计划实施了第一次近月制动,卫星成功进入了周期为12小时的环月轨道,新华网在北京航天飞行控制中心专访了飞控中心轨道室主任谢剑锋。

  新华网:请问轨道室在嫦娥二号卫星任务中担负怎样的任务

  谢剑锋:我们的任务是接受卫星和各测站传回的数据,包括卫星当前的位置,速度,后续飞行目标,现在的飞行情况和目标的差距有多大,如何能修正至预定目标,相应的控制策略、参数,这样飞控计划才能产生。

  新华网:近月制动是一个什么概念

  谢剑锋:简单来讲近月制动就是一个减速,因为卫星接近月球后,其运动轨迹相对于月球就是一个双曲线,此时如果不进行制动,卫星就会很快飞离月球。所以,卫星到达月球以后,需要尽快把速度减下来,这也就是我们所说的近月制动。

  新华网:嫦娥二号卫星近月制动的特点是什么,与嫦娥一号相比有什么不同

  谢剑锋:嫦娥一号卫星的近月制动距离是200公里,而这次的距离是100公里,差异主要就是距离月球更近了。同时,嫦娥二号的近月制动相对于嫦娥一号风险更大,因为距离月球更近,如果控制误差比较大,可能就会带来一定的风险。

  新华网:近月制动过程中最大挑战是什么

  谢剑锋:对于卫星的近月制动来讲,其唯一性比较大,就是时机性要求比较高,需要在一定的时间内把卫星速度减下来,否则它就会飞离。这就需要制定很多预案针对这一特点,包括处置故障的时间,重新计算卫星被月球捕获的参数,重新生成控制策略、机会,让卫星被月球捕获,保证卫星绕月运行。这个策略的制定是一个很大的难点,因为实际中可能会出现很多预想不到的问题。

  新华网:嫦娥二号进入环月轨道之后,卫星是怎么飞行的

  谢剑锋:嫦娥二号完成首次近月制动之后,会形成一个近月点在100多公里,远月点在8000多公里的椭圆轨道,因为还没有进入100公里* 100公里的环月轨道,这期间主要的飞行姿态是对日定向,卫星依然绕着轨道方向飞行,但姿态摆动指向太阳,帆板也对着太阳,可以聚集能量;等卫星到了100公里*100公里的环月轨道以后,我们会建一个环月姿态,卫星往前飞的时候,太阳在前面,帆板转过去面向太阳。还有一种姿态是侧飞,太阳侧过一边,我们就把卫星姿态摆过来,这就保持了侧飞的姿态,x轴线指向着太阳。

  新华网:这次近月制动主要完成什么任务

  谢剑锋:这次近月制动最主要的任务使其速度降下来,使嫦娥二号成为比较稳定的月球卫星。

  新华网:为什么实行三次近月制动最关键的是哪次

  谢剑锋:因为卫星到达月球的相对速度是2500米/秒,真正到了100公里*100公里的环月轨道轨道后,它的速度是1600米/秒,中间相差800多米/秒,而卫星的发动机很大,发动机推力有限,要达到800多米/秒的速度增量需要很长的开机时间,如果速度一次性降下来,将损失很大,效率也不高,因此我们设计成多次多次,这样就能更有效地利用卫星所携带的能量,大家知道卫星携带的能量很宝贵,也是影响它寿命和后续工作的基础。嫦娥二号三次近月制动,最重要的一次是第一次,因为如果不降下来,卫星就会飞走,时间点很关键。

  新华网:卫星进入环月轨道后还会遇到哪些风险

  谢剑锋:卫星进入环月轨道后的一个主要任务是要把轨道降到近月点15公里,去完成洪湾地区的成像拍照工作,洪湾在月球能看到的这一面,但是很多控制在却在月球背面,在看不见的时候卫星点火,万一有什么异常,我们要进行及时的抢救,采取一些应急措施,这方面的风险比较大。

  新华网:今年是太阳风年,太阳活动剧烈,这对嫦娥二号的运行影响大吗

  谢剑锋:对卫星到底有多大的影响,这个问题卫星系统的专家应该更加清楚,但是太阳活动对轨道的影响不大,基本没什么影响。

  新华网:计划中的嫦娥二号后续中途轨道修正都取消了,这是否说明我国轨道精度控制技术达到了非常先进的水平

  谢剑锋:是的,嫦娥二号与嫦娥一号相比,它中间有一系列的试验,这对轨道有一定的要求,我们预期进行两至三次的轨道修正,但是进行完第一次修正之后,已经满足了近月制动的要求,应该说这次的轨道精度控制非常好。

  新华网:轨道室后续的工作重点在哪里

  谢剑锋:整个卫星的寿命期间,我们都要提供轨道的支持,包括位置速度、预报后期飞行等等。卫星绕着月球转的时候会有一些干扰,100公里*100公里的环月轨道在不断进行变化,我们要对它定期进行控制,维持在这个轨道上,对洪湾地区的降轨控制,也是我们的工作重点,我们要继续提供支持卫星正常飞行的轨道条件。