专家详解“嫦娥二号”五大系统最新关键技术

　　嫦娥二号任务即将实施。近日，卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用五大系统的专家接受媒体采访，对五大系统的关键技术和最新技术进行了解读。

　　卫星系统：验证六项新技术，承担四大科学探测目标

　　“嫦娥二号是以嫦娥一号的备份星为基础进行研制的，与‘姐姐’相比，‘妹妹’长了很多新本事。它的主要任务是为探月工程二期进行前期工程验证和探测，是二期的‘探路者’。”探月工程副总设计师、中国航天科技集团公司科技委副主任于登云介绍说。

　　嫦娥二号卫星系统总设计师黄江川介绍，嫦娥二号的主要任务是为探月工程二期进行前期工程验证，包括配合运载火箭验证地月转移轨道直接发射技术；验证距月面100公里近月制动的月球轨道捕获技术；验证100公里×15公里轨道机动与飞行技术；对二期工程的备选着陆区进行高分辨率成像试验；搭载轻小型化X频段深空应答机，配合我国新建的X频段地面测控站，试验X频段测控技术；试验遥测信道低密度奇偶校验码(LDPC)编码技术，月地高速数据传输技术及降落相机技术。

　　同时，该卫星还承担了4项科学探测使命：一是获取更高精度月球表面三维影像，分辨率由嫦娥一号卫星的120米提高至优于10米；二是探测月球物质成分；三是探测月壤特性；四是探测地月与近月空间环境。

　　在嫦娥一号卫星发射后不到3年时间，嫦娥二号就顺利升空。虽然其主要设备继承了嫦娥一号，但它在我国卫星型号快速研制方面积累了重要的经验。嫦娥二号卫星系统总指挥张廷新介绍，该卫星具有四方面特点：

　　一是产品状态多。嫦娥二号卫星上共有214台硬件设备，它们有着不同的状态。其中，继承了嫦娥一号的产品大约有85%，做过适应性修改的产品大约占10%，新研制的产品大约占5%。星上产品的不同状态带来的最大难题是各类型产品的研制进程不一样，往往存在正样产品和初样产品一起测试的情况，大大增加了风险。

　　二是试验验证难。嫦娥二号上有很多新技术是原来没有使用或者遇到过的，比如卫星上使用的490N发动机，此前它在卫星上的工作时间很短，这次需要连续工作半年，对发动机连续工作的可靠性提出了高要求。

　　三是产品无备份。嫦娥二号本来是嫦娥一号的备份星，几乎所有的产品都没有备份，当星上产品出现问题时，并没有备份产品可以马上使用，增加了研制难度。

　　四是研制队伍新。嫦娥二号研制时，我国同时在进行嫦娥三号探测器的研制工作，嫦娥一号的主要科研人员都在进行嫦娥三号的研制攻关，这对嫦娥二号的人员队伍组织构成了一个很大的挑战。在嫦娥二号卫星10个分系统的主任设计师中，只有一个是嫦娥一号研制队伍中留下来的，其他的都是原来的副主任设计师，或者原来研制队伍中逐步走上重要技术岗位的年轻技术人员。在研制过程中，既要对年轻的队伍进行培养，还要严格控制质量，真正提高研制队伍的总体水平和能力。

　　火箭系统：首次地月转移轨道发射将开创我国深空探测新里程

　　同样的距离，不一样的路。相比嫦娥一号历时13天的奔月之旅，嫦娥二号将要走的则是一条捷径，只用5天就可重访“月宫”，这当中最关键的技术之一就是地月转移轨道发射技术。

　　中国航天科技集团公司中国运载火箭技术研究院副院长郝照平介绍说，以往我国的火箭运行轨道均为近地轨道、太阳同步轨道以及地球同步转移轨道。包括用长三甲火箭发射的嫦娥一号，其轨道实际上是一个超地球同步转移轨道，星箭分离以后嫦娥一号绕着地球转了好几圈，然后再奔月。

　　但在本次任务中，长三丙火箭要把嫦娥二号送入近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道。这是我国首次执行这样的任务。

　　长三甲火箭主任设计师李聃告诉记者，地月转移轨道的轨道设计要受到多方面因素的制约，主要包括火箭一级落区、测控覆盖范围和地月日三者之间的运动规律。

　　“我国在西昌卫星发射中心发射的火箭，其一二级分离后，一级火箭的壳体和发动机按规定要落在云南省特定的区域内。”李聃说，在这个区域，已经形成了发射时人员撤离的惯例，对地面人员的安全容易管理。所以设计轨道时，必须把一级火箭的落区限定在原有特定区域。这使火箭在一级飞行时的轨道没有“自由发挥”的余地。

　　第二个因素是我国发射测控网的限制。他说，现阶段我国测控网主要包括三个部分：一是我国陆上建设的测控站，二是通过合作可以使用的外国陆上测控站，再就是我国目前在役使用的几艘测控船。这些不同的设施构成了我国火箭发射时可利用的测控网。火箭发射时，测控系统要对火箭进行实时测控。因此，其飞行轨道必须处于测控网覆盖的范围内，这对一种新轨道的选择形成了另一个很苛刻的限制。

　　第三个因素来自地月日的运动规律。地月转移轨道要求星箭分离时，卫星必须处在奔月轨道的入口处，否则只有通过卫星机动的方式进行轨道调整，违背了节省卫星燃料的最基本要求。所以对于火箭来说，必须把卫星准确送入轨道的入口处。此外，星箭分离时，卫星还需具有符合要求的初速度，太阳翼必须处于太阳直射光线下，以便能获得有足够的能源。“如果说以往发射的轨道是在打固定靶，那么嫦娥二号打的是移动靶。”李聃表示，发射的时间不同，轨道的入口也不同，同时太阳直射光线的角度也会发生变化，所以必须严密考虑地月日三者之间的相互关系和运动规律。“这是嫦娥二号发射和嫦娥一号相比最大的不同，这是我们运载火箭系统承担的最关键的一项技术攻关项目。”

　　嫦娥二号火箭系统总指挥岑拯表示，相比于嫦娥一号，嫦娥二号增加了技术试验分系统，体重增加了130多公斤。同时，地月转移轨道需要推力更大的火箭把卫星奔月的初速度提高到近11公里∕秒，有着两个助推器的长三丙火箭，发射能力介于长征三号甲和长征三号乙火箭之间，正好可以满足轨道和推力的要求。同时由于其具有技术性能先进、可靠性高、适应能力强等特点，从而成为执行嫦娥二号任务的首选火箭。