中新网11月5日电 北京时间11月5日11时37分,北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”卫星成功实施了第一次近月制动,顺利进入周期为12小时的椭圆环月轨道,成为中国第一颗月球卫星。那么,为什么要对嫦娥一号卫星实施近月制动?嫦娥一号的第一次近月制动是如何实现的呢?
综合新华网报道,绕月探测工程卫星系统副总设计师黄江川表示,随着嫦娥一号卫星与月球的逐渐接近,它所受到的月球作用力也在不断加大,飞行速度将显著提高。在抵达近月制动点时,卫星飞行速度约为2.4千米/秒。如果不减慢飞行速度,卫星就无法被月球捕获,进入环月运行轨道,实现绕月飞行的目标。
“之所以采取分三次对卫星实施制动,主要是根据卫星上所携带发动机的推力大小设计的。”黄江川说,“这样,不仅能够减小每次控制的任务量,而且能够有效节约卫星携带的燃料。”
北京航天飞行控制中心总工程师王也隽介绍说,嫦娥一号卫星的近月制动是非常关键的测控动作,关系到整个任务的成败。在实施制动前,北京飞控中心根据各测控站、船传回的数据,实时跟踪计算卫星的运行轨道情况,分析研究第一次近月制动的轨控策略,进行了充分的准备,以确保近月制动取得成功。
王也隽说,卫星近月制动发动机点火之前6小时和3.5小时,北京飞控中心分别计算出关于卫星进行姿态调整、轨道控制以及发动机点火的各项参数,在发动机点火前4小时和1小时各注入一次,这些数据和指令就成为卫星实施近月制动的根据。
“发动机点火前40分钟时,卫星调整太阳帆板,以保证轨控期间太阳帆板能够补充供电。”王也隽说,“点火前35分钟时,卫星实施惯性调姿,让发动机朝向卫星飞行方向。发动机点火工作后,等于给前进中的卫星一个反作用力,减慢其飞行速度,收到‘刹车’的效果。这样,就能实现被月球捕获的目标。”
另据北京航天飞行控制中心副主任、测控专家麻永平介绍,嫦娥一号卫星第一次近月制动要克服三大挑战。
“第一个挑战来自制动时机的唯一性,如果不能在月球捕获点实施近月制动,卫星就将与月球失之交臂,难以进入环月轨道。”麻永平说,第二是月球空间环境的复杂性,由于是中国卫星首次绕月飞行,科研人员对其空间环境缺乏实际的了解和认识。
第三个挑战来自对轨道的测量与控制。按照计划,嫦娥一号卫星要实施三次近月制动。第一次要把卫星的飞行速度从每秒2.4公里降到每秒2.06公里,进入周期为12小时的椭圆环月轨道,第二次要把速度降到每秒1.8公里,进入周期为3.5小时的环月轨道,第三次再降到每秒1.59公里,最终进入周期为127分钟的极月圆轨道。如果没有高精度的测定轨技术和轨道控制技术,很难保证这些任务的完成。