嫦娥二號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師:諸多風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)“嫦娥二號(hào)”

　　中新網(wǎng)10月1日電 嫦娥二號(hào)繞月探測(cè)衛(wèi)星10月1日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。據(jù)嫦娥二號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師黃江川介紹，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星將完成的一系列高難度復(fù)雜動(dòng)作中，存在著諸多風(fēng)險(xiǎn)，并且風(fēng)險(xiǎn)的難度系數(shù)相比于嫦娥一號(hào)衛(wèi)星要大得多。

　　能否順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道入口，是嫦娥二號(hào)衛(wèi)星面臨的第一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)地球、月亮、太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，衛(wèi)星進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的窗口時(shí)間非常短，如果星箭分離時(shí)衛(wèi)星沒(méi)有準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道入口，那么就需要對(duì)衛(wèi)星軌道進(jìn)行調(diào)整，會(huì)使衛(wèi)星上的燃料提前消耗，如果偏差過(guò)大，就將影響后續(xù)任務(wù)的執(zhí)行。

　　嫦娥二號(hào)衛(wèi)星面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)是能否精準(zhǔn)“剎車”，即衛(wèi)星通過(guò)近月制動(dòng)能否被月球重力場(chǎng)捕獲。

　　“在近月制動(dòng)點(diǎn)的時(shí)候，衛(wèi)星對(duì)于月球來(lái)說(shuō)實(shí)際上處在非閉合的軌道上，如果不及時(shí)剎車，這時(shí)衛(wèi)星就不能成為月球衛(wèi)星。”黃江川一邊介紹，一邊用手勢(shì)劃著軌道的曲線，“如果剎車不夠，衛(wèi)星仍然會(huì)飛出了月球的引力范圍，而不被月球捕獲，從而不能環(huán)繞上月球。”

　　從理論上說(shuō)，可能幾個(gè)月甚至半年之后，技術(shù)人員將有機(jī)會(huì)使衛(wèi)星重新被捕獲。“但到那時(shí)候，我們就要幾乎耗盡所有的燃料來(lái)控制衛(wèi)星回到月球，而此時(shí)可能的代價(jià)是衛(wèi)星重新回到月球后已經(jīng)沒(méi)有了燃料或者只有很少燃料，后續(xù)的科學(xué)任務(wù)就沒(méi)有辦法完成。”衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師王曉磊對(duì)這個(gè)問(wèn)題也有很精確的理解。

　　所以第一次近月制動(dòng)至關(guān)重要，剎車成功的話，衛(wèi)星會(huì)處在近月點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)8000公里左右的橢圓軌道上。這時(shí)候衛(wèi)星就是月球衛(wèi)星了，它已經(jīng)不可能跑出月球的引力范圍了。

　　然而在黃江川看來(lái)，第一次近月制動(dòng)還存在著另一種風(fēng)險(xiǎn)：如果“剎車”力量過(guò)大，衛(wèi)星就會(huì)撞上月球，其后果同樣不堪設(shè)想。

　　嫦娥二號(hào)衛(wèi)星的一個(gè)特殊任務(wù)是從100公里的圓軌道過(guò)渡到近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的橢圓軌道。這一動(dòng)作一方面將驗(yàn)證衛(wèi)星的測(cè)定軌技術(shù)，另一方面也對(duì)后續(xù)工程的備選著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像。這使衛(wèi)星再次面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。

　　地月運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是這樣的：月球運(yùn)轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)周期，和它繞地球的公轉(zhuǎn)周期一樣都是近一個(gè)月的時(shí)間，所以在地球上始終只能看到月球的一面，另一面則永遠(yuǎn)無(wú)法看到。嫦娥二號(hào)衛(wèi)星要成像的備選著陸區(qū)在月球的正面，就是月球朝著地球的一面。那么要實(shí)施近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的軌道變軌，讓這個(gè)軌道的近月點(diǎn)正好在備選區(qū)域的話，衛(wèi)星就必須在月球無(wú)法朝著地球的那一面變軌。

　　而此時(shí)，地面的遙測(cè)信號(hào)無(wú)法進(jìn)行傳遞，衛(wèi)星是不可人為干預(yù)和控制的，只能依靠衛(wèi)星上已經(jīng)設(shè)置好的自主控制程序進(jìn)行。“這一點(diǎn)，相比于嫦娥一號(hào)衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)大大提高了。”黃江川不由自主地加重了語(yǔ)氣。

　　在衛(wèi)星自主控制程序運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火不成功，那只能等待下一月變軌的機(jī)會(huì)。而如果點(diǎn)火過(guò)了的話，衛(wèi)星將面臨致命風(fēng)險(xiǎn)。

　　同時(shí)，如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成衛(wèi)星軌道低于15公里。“此時(shí)衛(wèi)星的飛行速度是每秒2公里左右，即使每秒米級(jí)的誤差，就可能撞上月球。”黃江川介紹道。根據(jù)人類現(xiàn)有月球探測(cè)數(shù)據(jù)，月球上最高的山在1萬(wàn)米(即10公里)以上。如果衛(wèi)星點(diǎn)火的時(shí)機(jī)不對(duì)，就會(huì)加大衛(wèi)星撞上高山的可能性。

　　嫦娥二號(hào)衛(wèi)星驗(yàn)證的工程任務(wù)內(nèi)容很多，很繁重，往往是一環(huán)扣一環(huán)，因此要協(xié)調(diào)好它們之間的關(guān)系，要進(jìn)行得十分精確。比如說(shuō)，近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的橢圓軌道變軌，實(shí)際上有多重目的在里面，除了驗(yàn)證軌道機(jī)動(dòng)技術(shù)以外，還要對(duì)月球指定區(qū)域進(jìn)行高分辨率成像，同時(shí)還要進(jìn)行X頻段測(cè)控體制方面的驗(yàn)證。這些任務(wù)的密度非常大。

　　因此，技術(shù)人員能否對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行精準(zhǔn)操作，構(gòu)成了衛(wèi)星的另一重風(fēng)險(xiǎn)。為了規(guī)避操作上的風(fēng)險(xiǎn)，確保嫦娥二號(hào)衛(wèi)星的安全，衛(wèi)星型號(hào)隊(duì)伍提出了“操作零缺陷”的要求。

　　“還有一種風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自月球具有的特殊空間環(huán)境。”黃江川所說(shuō)的特殊空間環(huán)境主要是指月球表面的物質(zhì)分布非常不均勻，造成月球不同區(qū)域的重力場(chǎng)并不一樣。因此，衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間，其軌道要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。

　　此外，太陽(yáng)每11年左右都有一個(gè)活躍期，會(huì)形成太陽(yáng)風(fēng)暴。這對(duì)衛(wèi)星會(huì)造成多種效應(yīng)影響，如果嚴(yán)重的話可能造成電子元器件或者設(shè)備損壞。在嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在軌運(yùn)行的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，正好臨近太陽(yáng)風(fēng)暴活躍期，衛(wèi)星也將面臨這方面的挑戰(zhàn)。

　　黃江川介紹，技術(shù)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制過(guò)程中已經(jīng)考慮到了太陽(yáng)風(fēng)暴的可能危害，并做了一些抵抗性試驗(yàn)，加強(qiáng)了衛(wèi)星這方面的抵抗能力。在太陽(yáng)風(fēng)暴來(lái)襲的時(shí)候，或許衛(wèi)星會(huì)出現(xiàn)一些臨時(shí)性的故障，這對(duì)其飛行會(huì)帶來(lái)一定的威脅，比如說(shuō)會(huì)迫使衛(wèi)星轉(zhuǎn)入安全模式，這時(shí)就要利用地面設(shè)備發(fā)出指令，讓衛(wèi)星重新回到工作狀態(tài)。

　　“嫦娥二號(hào)衛(wèi)星設(shè)計(jì)了周全的硬件、軟件抵抗措施，具有很強(qiáng)的抵御能力，相信一定會(huì)順利渡過(guò)危險(xiǎn)時(shí)段。”黃江川堅(jiān)定的語(yǔ)氣中飽含自信。(陳全育）