给力!中国向深空出发!

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导读: [img]http://img2.itiexue.net/1315/13154366.jpg[/img] 6月9日,嫦娥二号卫星在圆满完成各项探测任务后飞离月球,奔向距地球150万公里的深空进行探测。嫦娥二号此次飞行将完成哪些任务,奔向遥远深空又会面临何种挑战? 目的地距地球150万公里,“嫦娥”要飞3个月 6月9日下午,嫦娥二号卫星正式飞离月球,其目的地是距离地球150万公里以外的遥远深空。 嫦娥二号将实现世界上首次由月球飞往如此遥远深空的星际飞行,对中国航天而言,也是第一次前往如


给力!中国向深空出发!

6月9日,嫦娥二号卫星在圆满完成各项探测任务后飞离月球,奔向距地球150万公里的深空进行探测。嫦娥二号此次飞行将完成哪些任务,奔向遥远深空又会面临何种挑战?


目的地距地球150万公里,“嫦娥”要飞3个月


6月9日下午,嫦娥二号卫星正式飞离月球,其目的地是距离地球150万公里以外的遥远深空。


嫦娥二号将实现世界上首次由月球飞往如此遥远深空的星际飞行,对中国航天而言,也是第一次前往如此遥远的宇宙深空。


今年4月1日,嫦娥二号卫星达到半年设计寿命。由于卫星和星上仪器状态不错,燃料还有剩余,因此计划实现三项拓展性试验,其中的两项试验已经完成。


6月9日进行的是嫦娥二号第三项也是最重要的一项拓展性试验——择机飞往距地球150万公里以外的深空进行探测。如果减去嫦娥二号与地球之间近40万公里距离,嫦娥二号到达目的地需要飞行大约3个月。

验证150万公里远距离的深空测控能力


据介绍,这次飞行探测包括了技术试验和科学试验的各两项任务。技术试验的任务,首先是要实现从月球到目标点的“长途旅行”并绕目标点环绕飞行;其次是要验证150万公里远距离的深空测控能力。


据了解,为了实施嫦娥三号任务和未来火星探测等深空任务,我国正在研制建设35米和64米天线的深空测控站。而这次对嫦娥二号的“远程遥控”将检验这两个深空站乃至整个地面深空网的能力。


在科学目标方面,一是要在150万公里远处的深空开展地球远磁尾带电粒子探测,二是对可能的太阳X射线爆和宇宙伽马爆进行观察。


探月专家说,此次嫦娥二号的深空之行,关键之一就在于合理使用剩余燃料,尽量延长卫星寿命,让卫星能够坚持一年半时间,也就是到明年年底。到那时候,我国的两个深空测控站就将具备测控能力,可以进行充分验证。

环绕目的地飞行阶段,卫星只要有任何一点扰动,都会漂离


北京航天飞行控制中心副主任麻永平介绍说,从离开月球到抵达目的地,嫦娥二号有三段飞行:月球逃逸段、途中飞行段和环绕目标点的飞行段。


据介绍,嫦娥二号飞离月球时,是从100公里的环月轨道上经过两次加速进入转移轨道。之所以不采取一次加速飞离的方式,是为了节省燃料。


嫦娥二号地面应用系统业务运行管理分系统主任设计师温卫斌说,在中途飞行和环绕飞行阶段,将择机开展远距离的测控通信、轨道控制,同时还将择机开启太阳风离子探测器、太阳高能粒子探测器、X射线谱仪和伽马射线谱仪等四个有效载荷,来获取科学数据。


嫦娥二号在150万公里以外深空飞行,难度和挑战不言而喻。对卫星轨道设计而言,地球卫星的飞行主要考虑地球引力,月球卫星的飞行主要考虑地球和月球引力,但在这么远的深空飞行则要同时考虑地球、月球和太阳三个引力体。


嫦娥二号卫星主任设计师黄昊说,这使卫星的轨道设计复杂度大大提高。在环绕目的地飞行阶段,卫星只要有任何一点扰动,都会漂离,因此在轨道设计的精度方面,要求比此前的卫星控制设计高得多。


卫星可靠性、测控能力和精确执行能力受考验


从世界范围看,卫星从月球飞到距离地球150万公里以外的深空还是第一次。探索未知深空,嫦娥二号将接受可靠性、测控能力和精确执行能力三大挑战。


嫦娥二号测控系统副总设计师周建亮说,嫦娥二号原本设计只有半年寿命,现在半年期限已过,卫星和星上设备状态较之以前已有变化,潜在风险大。


同时,由于卫星本身并不是为此次深空飞行任务设计,能力已挖掘到极限,就没有太多的余量来处理各种异常或者风险。这对卫星控制的成功率和可靠性都提出很高要求。


测控方面,由于距离实在太远,嫦娥二号卫星需要具备接收更低、更弱信号的能力。“特别是环绕目标点飞行时候,卫星距离地球最远将有180万公里,接近200万公里,信号衰竭很厉害。”周建亮说,如果新建的深空测控站能够对嫦娥二号进行试验性测控,那么将对未来嫦娥三号甚至金星、火星探测任务的保障起到极大作用。


另一项挑战来自对轨道控制精度的要求。从地球到月球,嫦娥二号只飞了5天不到,而此次飞行长达3个月,中间需要对卫星进行多次控制,而卫星轨道涉及地球、月球和太阳三体运动,对误差特别敏感。


专家告诉记者,如果一切顺利,嫦娥二号将创造我国航天飞行测控新纪录,卫星上四个科学仪器能够长期观测,将获取到难以想象的丰厚和珍贵宇宙数据。


嫦娥二号目的地为拉格朗日点(延伸阅读)


嫦娥二号的目的地是距离地球150万公里以外的日地拉格朗日L2点。所谓的拉格朗日点与天体力学当中的限制性三体问题相关,总共分为L1—L5五个点。


目前人类对拉格朗日点的探测基本上围绕着L1和L2点进行,因为这两个点在空间上有这样一个特点:它们绕太阳做周期性运动,但在地球和太阳之间的相对位置关系是保持不变的。跟地球、月球和太阳之间的相互关系稳定,是L2点的优势所在。利用L2跟太阳和地球的相对“固定”的位置优势,可以安排天文望远镜和类似的观测设备。



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