專家詳解“嫦娥二號”五大系統最新關鍵技術

　　嫦娥二號任務即將實施。近日，衛星、運載火箭、發射場、測控和地面應用五大系統的專家接受媒體采訪，對五大系統的關鍵技術和最新技術進行了解讀。

　　衛星系統：驗證六項新技術，承擔四大科學探測目標

　　“嫦娥二號是以嫦娥一號的備份星為基礎進行研制的，與‘姐姐’相比，‘妹妹’長了很多新本事。它的主要任務是為探月工程二期進行前期工程驗證和探測，是二期的‘探路者’。”探月工程副總設計師、中國航天科技集團公司科技委副主任于登云介紹說。

　　嫦娥二號衛星系統總設計師黃江川介紹，嫦娥二號的主要任務是為探月工程二期進行前期工程驗證，包括配合運載火箭驗證地月轉移軌道直接發射技術；驗證距月面100公里近月制動的月球軌道捕獲技術；驗證100公里×15公里軌道機動與飛行技術；對二期工程的備選著陸區進行高分辨率成像試驗；搭載輕小型化X頻段深空應答機，配合我國新建的X頻段地面測控站，試驗X頻段測控技術；試驗遙測信道低密度奇偶校驗碼(LDPC)編碼技術，月地高速數據傳輸技術及降落相機技術。

　　同時，該衛星還承擔了4項科學探測使命：一是獲取更高精度月球表面三維影像，分辨率由嫦娥一號衛星的120米提高至優于10米；二是探測月球物質成分；三是探測月壤特性；四是探測地月與近月空間環境。

　　在嫦娥一號衛星發射后不到3年時間，嫦娥二號就順利升空。雖然其主要設備繼承了嫦娥一號，但它在我國衛星型號快速研制方面積累了重要的經驗。嫦娥二號衛星系統總指揮張廷新介紹，該衛星具有四方面特點：

　　一是產品狀態多。嫦娥二號衛星上共有214臺硬件設備，它們有著不同的狀態。其中，繼承了嫦娥一號的產品大約有85%，做過適應性修改的產品大約占10%，新研制的產品大約占5%。星上產品的不同狀態帶來的最大難題是各類型產品的研制進程不一樣，往往存在正樣產品和初樣產品一起測試的情況，大大增加了風險。

　　二是試驗驗證難。嫦娥二號上有很多新技術是原來沒有使用或者遇到過的，比如衛星上使用的490N發動機，此前它在衛星上的工作時間很短，這次需要連續工作半年，對發動機連續工作的可靠性提出了高要求。

　　三是產品無備份。嫦娥二號本來是嫦娥一號的備份星，幾乎所有的產品都沒有備份，當星上產品出現問題時，并沒有備份產品可以馬上使用，增加了研制難度。

　　四是研制隊伍新。嫦娥二號研制時，我國同時在進行嫦娥三號探測器的研制工作，嫦娥一號的主要科研人員都在進行嫦娥三號的研制攻關，這對嫦娥二號的人員隊伍組織構成了一個很大的挑戰。在嫦娥二號衛星10個分系統的主任設計師中，只有一個是嫦娥一號研制隊伍中留下來的，其他的都是原來的副主任設計師，或者原來研制隊伍中逐步走上重要技術崗位的年輕技術人員。在研制過程中，既要對年輕的隊伍進行培養，還要嚴格控制質量，真正提高研制隊伍的總體水平和能力。

　　火箭系統：首次地月轉移軌道發射將開創我國深空探測新里程

　　同樣的距離，不一樣的路。相比嫦娥一號歷時13天的奔月之旅，嫦娥二號將要走的則是一條捷徑，只用5天就可重訪“月宮”，這當中最關鍵的技術之一就是地月轉移軌道發射技術。

　　中國航天科技集團公司中國運載火箭技術研究院副院長郝照平介紹說，以往我國的火箭運行軌道均為近地軌道、太陽同步軌道以及地球同步轉移軌道。包括用長三甲火箭發射的嫦娥一號，其軌道實際上是一個超地球同步轉移軌道，星箭分離以后嫦娥一號繞著地球轉了好幾圈，然后再奔月。

　　但在本次任務中，長三丙火箭要把嫦娥二號送入近地點200公里、遠地點約38萬公里的地月轉移軌道。這是我國首次執行這樣的任務。

　　長三甲火箭主任設計師李聃告訴記者，地月轉移軌道的軌道設計要受到多方面因素的制約，主要包括火箭一級落區、測控覆蓋范圍和地月日三者之間的運動規律。

　　“我國在西昌衛星發射中心發射的火箭，其一二級分離后，一級火箭的殼體和發動機按規定要落在云南省特定的區域內。”李聃說，在這個區域，已經形成了發射時人員撤離的慣例，對地面人員的安全容易管理。所以設計軌道時，必須把一級火箭的落區限定在原有特定區域。這使火箭在一級飛行時的軌道沒有“自由發揮”的余地。

　　第二個因素是我國發射測控網的限制。他說，現階段我國測控網主要包括三個部分：一是我國陸上建設的測控站，二是通過合作可以使用的外國陸上測控站，再就是我國目前在役使用的幾艘測控船。這些不同的設施構成了我國火箭發射時可利用的測控網。火箭發射時，測控系統要對火箭進行實時測控。因此，其飛行軌道必須處于測控網覆蓋的范圍內，這對一種新軌道的選擇形成了另一個很苛刻的限制。

　　第三個因素來自地月日的運動規律。地月轉移軌道要求星箭分離時，衛星必須處在奔月軌道的入口處，否則只有通過衛星機動的方式進行軌道調整，違背了節省衛星燃料的最基本要求。所以對于火箭來說，必須把衛星準確送入軌道的入口處。此外，星箭分離時，衛星還需具有符合要求的初速度，太陽翼必須處于太陽直射光線下，以便能獲得有足夠的能源。“如果說以往發射的軌道是在打固定靶，那么嫦娥二號打的是移動靶。”李聃表示，發射的時間不同，軌道的入口也不同，同時太陽直射光線的角度也會發生變化，所以必須嚴密考慮地月日三者之間的相互關系和運動規律。“這是嫦娥二號發射和嫦娥一號相比最大的不同，這是我們運載火箭系統承擔的最關鍵的一項技術攻關項目。”

　　嫦娥二號火箭系統總指揮岑拯表示，相比于嫦娥一號，嫦娥二號增加了技術試驗分系統，體重增加了130多公斤。同時，地月轉移軌道需要推力更大的火箭把衛星奔月的初速度提高到近11公里∕秒，有著兩個助推器的長三丙火箭，發射能力介于長征三號甲和長征三號乙火箭之間，正好可以滿足軌道和推力的要求。同時由于其具有技術性能先進、可靠性高、適應能力強等特點，從而成為執行嫦娥二號任務的首選火箭。