嫦娥一號衛(wèi)星兩側(cè)面示意圖,。制圖 黃閔

嫦娥一號衛(wèi)星兩側(cè)面示意圖,。制圖 黃閔

除運(yùn)載火箭系統(tǒng)之外，繞月探測工程還有衛(wèi)星,、發(fā)射場,、測控和地面應(yīng)用等四大系統(tǒng)。此次繞月探測工程衛(wèi)星“嫦娥一號”,，是我國第一顆月球探測衛(wèi)星,。它于2005年年底完成衛(wèi)星初樣產(chǎn)品的研制和相關(guān)試驗(yàn)，今年8月完成產(chǎn)品研制,，并通過各項(xiàng)試驗(yàn)考核驗(yàn)證,。

-衛(wèi)星系統(tǒng)

“嫦娥”須完成四項(xiàng)任務(wù)

嫦娥一號衛(wèi)星選用東方紅三號衛(wèi)星平臺，并進(jìn)行了適應(yīng)性改造,。其外形與東方紅三號衛(wèi)星相似,，衛(wèi)星本體為一個2.22米×1.72 米×2.2米的六面體,，兩側(cè)各裝有一個大型展開式太陽電池翼，當(dāng)兩側(cè)太陽翼完全展開后,，最大跨度可以達(dá)到18米,，重量為2350千克，設(shè)計工作壽命為一年,，將運(yùn)行在距月球表面200千米高的極月圓軌道上(如圖),。

據(jù)介紹，嫦娥一號衛(wèi)星由9個分系統(tǒng)組成,。嫦娥一號衛(wèi)星將直接執(zhí)行月球表面三維影像探測,、月表化學(xué)元素與物質(zhì)探測、月壤厚度探測和地月空間環(huán)境探測等4項(xiàng)科學(xué)任務(wù),。其中,，衛(wèi)星上的微波探測系統(tǒng)將負(fù)責(zé)探測月壤厚度；X射線譜儀將負(fù)責(zé)測量月球表面元素的種類和豐富程度,；而星敏感器承擔(dān)對地,、對星、對太陽的跟蹤,；干涉成像光譜儀,、CCD相機(jī)和激光高度計探頭共同承擔(dān)月球表面三維影像探測任務(wù)；太陽風(fēng)離子探測器負(fù)責(zé)探測地月空間環(huán)境,。

專家介紹,，我國的航天器已經(jīng)到達(dá)的距地球最遠(yuǎn)的距離為7萬公里，而月球距地球38萬公里,，而且月球以及月球與地球和太陽的相對關(guān)系非常復(fù)雜,，所以嫦娥一號衛(wèi)星與一般的地球衛(wèi)星有很大不同，在軌道設(shè)計,、測控,、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制、熱控和數(shù)據(jù)接收天線研制等方面具有自己的特殊性和關(guān)鍵技術(shù),。

比神舟六號多9倍指令

月球探測工程中心副主任郝希凡在接受記者采訪時表示,，嫦娥是我國傳載千年的一個美麗神話故事，寄予了人們的無數(shù)美好夢想,，所以,，在第一次繞月探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組會議上，決定將我國的第一個月球探測衛(wèi)星命名為嫦娥一號,。

北京航天飛行控制中心專家昨天也接受了記者采訪,。專家透露， “嫦娥一號衛(wèi)星飛行控制是目前我國發(fā)射的航天器中最復(fù)雜的,?！?/p>

嫦娥一號衛(wèi)星燃料的重量約占總重量的一半,，奔月過程中需要下達(dá)各種指令2000多條。相比之下,，我國發(fā)射的神舟六號飛船僅需3次左右的軌道控制,，下達(dá)200至300條指令。

征途中需10次保駕護(hù)航

昨天,，北京航天飛控中心總體室主任助理陳顯峰詳細(xì)介紹了衛(wèi)星發(fā)動機(jī)10次點(diǎn)火控制的全過程：

第一次點(diǎn)火，抬高近地點(diǎn)：火箭把衛(wèi)星送入軌道約一天后,，地面注入指令,，衛(wèi)星主發(fā)動機(jī)點(diǎn)火實(shí)施變軌，將近地點(diǎn)抬高到約600公里,，讓衛(wèi)星經(jīng)過測控站上方時速度相對減少,，便于后續(xù)控制。

第二,、三,、四次點(diǎn)火，讓衛(wèi)星不斷加速：這3次變軌目的都是加速,，每變軌一次,，衛(wèi)星的速度就增加一點(diǎn)，通過3次累積,，衛(wèi)星加速到10.916公里/秒以上的進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的最低速度,，向月球飛去。

第五,、六,、七次點(diǎn)火，修正衛(wèi)星的飛行方向：從地球扔一塊石頭到月球上的概率,，相當(dāng)于用步槍擊中20公里外靶子靶心的難度,。要知道，即使是奧運(yùn)射擊冠軍,，超過兩公里也很難打中10環(huán),。因此，嫦娥一號衛(wèi)星計劃在地月轉(zhuǎn)移段的第17小時,、41小時,、90小時前后，3次發(fā)動機(jī)點(diǎn)火進(jìn)行中途修正,。

第八次點(diǎn)火,，緊急“剎車”捕獲月球：當(dāng)衛(wèi)星終于看到月球的時候，如果不能成功“剎車”,，就會沿切線與月球擦身而過,，飛向距離地球200萬公里以外的深空,，永遠(yuǎn)錯過與月球“約會”的機(jī)會。

第九,、十次點(diǎn)火,，建立精確的繞月工作軌道：通過這兩次變軌，衛(wèi)星建立起周期為127分鐘的繞月球兩極飛行的圓形軌道,，完成調(diào)整姿態(tài),，使科學(xué)探測儀器對準(zhǔn)月球進(jìn)行探測，太陽帆板對準(zhǔn)太陽吸收太陽能,，天線對準(zhǔn)地球傳輸數(shù)據(jù)和接收指令,。至此，衛(wèi)星完成總里程100多萬公里的奔月行程,，開始科學(xué)探測工作,。

-發(fā)射系統(tǒng)

萬事俱備  靜等“老天”幫忙

在我國的3個航天發(fā)射場中，只有西昌衛(wèi)星發(fā)射中心具備發(fā)射長征三號甲等大推力火箭的能力,，因此,，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心責(zé)無旁貸地承擔(dān)了這一重任。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心組建以來,，先后成功組織了“亞洲一號”“澳星”“風(fēng)云二號”等50多次國內(nèi)外衛(wèi)星的發(fā)射,。

嫦娥一號衛(wèi)星為何選擇在10月底發(fā)射？西昌衛(wèi)星發(fā)射中心氣象室高級工程師郭學(xué)文22日在接受記者采訪時說,，除了天文學(xué)方面的考慮外,，氣象條件也是重要因素，因?yàn)?0月份是西昌發(fā)射衛(wèi)星的“黃金季節(jié)”,。

西昌地區(qū)海拔高,、緯度低、落區(qū)人口稀少,，是發(fā)射衛(wèi)星的理想地理位置,，然而氣象條件卻是我國幾個衛(wèi)星發(fā)射中心中最復(fù)雜的。場區(qū)處于我國三大強(qiáng)雷暴區(qū)之一的西南雷區(qū)邊緣,，雷雨對流天氣多,，對發(fā)射任務(wù)影響極大?！暗M(jìn)入10月份以后,，影響發(fā)射場區(qū)氣象的不利因素逐步減少，氣象條件趨于穩(wěn)定,?！惫鶎W(xué)文說，這為衛(wèi)星的成功發(fā)射創(chuàng)造了有利條件,，也是西昌發(fā)射衛(wèi)星大多選擇在這一時段的原因,。

郭學(xué)文表示,，“嫦娥”飛天必須具備這樣幾個氣象條件：第一，沒有強(qiáng)降水,。在整個發(fā)射期間,，也就是在4-8個小時內(nèi)，不能有超過1毫米即小雨以上的降水,。第二,，無雷暴或閃電。第三,，地面風(fēng)不能大于14米/秒,，也就是必須低于5級?！爸劣跉鉁亍⒛芤姸鹊?，對‘嫦娥’飛天不會構(gòu)成實(shí)質(zhì)性影響,。”郭學(xué)文說,，“衛(wèi)星發(fā)射準(zhǔn)備已全部就緒,，只待老天幫忙?！?/p>

-測控系統(tǒng)

遙控操作“嫦娥一號”

測控系統(tǒng)是繞月探測工程的一個重要組成部分,，負(fù)責(zé)運(yùn)載火箭發(fā)射和嫦娥一號衛(wèi)星整個飛行任務(wù)期間的軌道測量、遙測監(jiān)視,、遙控操作和飛行控制,，以及嫦娥一號衛(wèi)星探測應(yīng)用期間任務(wù)計劃的實(shí)施與操作管理，并通過高精度的測定軌,，為地面應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)探測數(shù)據(jù)的處理提供軌道數(shù)據(jù)保障,。

-地面應(yīng)用系統(tǒng)

接收“嫦娥”探測數(shù)據(jù)

地面應(yīng)用系統(tǒng)是唯一能接收嫦娥一號探測的科學(xué)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，它將承擔(dān)多項(xiàng)任務(wù),，這包括依據(jù)繞月探測工程的科學(xué)目標(biāo)制定繞月探測工程的月球應(yīng)用科學(xué)計劃,；確定月球探測器中有效載荷的工作模式和探測計劃；調(diào)度月球探測衛(wèi)星上的科學(xué)探測儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,；并根據(jù)科學(xué)目標(biāo)對嫦娥一號的軌道和姿態(tài)提出控制指標(biāo),。

-鏈接·探月方式

我國探月起點(diǎn)較高

人類對月球的探測迄今為止已有數(shù)十年的歷史，無人月球探測也經(jīng)歷了多種方式,。

一是掠月探測,。月球探測器從距離不等的月球近旁飛過，在飛過月球的短時間內(nèi),，對月球表面進(jìn)行攝像,，或利用儀器測量月球的重力場,、磁場或周圍輻射環(huán)境。這是最早的探月方式,。

二是硬著陸探測,。月球探測器直接撞擊在月球表面，在墜落前的瞬間,，可對月球表面進(jìn)行近距離,、高分辨率攝像，也可以測試月表的硬度等,。

三是繞月探測,。月球探測器進(jìn)入環(huán)繞月球飛行的軌道，在100千米至數(shù)百千米的高度上,，在較長的時間里,，對大部分月面進(jìn)行攝像和環(huán)境探測。

四是軟著陸探測,。探測器在月表面軟著陸,，然后進(jìn)行原位探測，或采用月球車在月面上巡游,，對大范圍的月面進(jìn)行現(xiàn)場考察,。

五是自動采樣并返回。探測器在月球上軟著陸,，自動采集月球巖石和土壤樣品并返回地球,，然后在實(shí)驗(yàn)室對樣品進(jìn)行精細(xì)的分析研究。

我國的探月工程以高起點(diǎn)起步,，嫦娥一號衛(wèi)星直接采用繞月探測方式對月球進(jìn)行探測,。

本版文字綜合新華社

本報記者 柳志卿 中國探月網(wǎng)

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