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探月工程专家解析“嫦娥二号”远征难点

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-12-18 编辑:女人

作者:傅逸飞资料来源:科技日报出版时间:2011年

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月球探测专家分析嫦娥二号探险的难点

很难跑到月球,更难跑到150万公里空 嫦娥二号飞往拉格朗日点L2(以下简称L2点)的旅程无疑是中国航天史上最长的“飞跃”。 在这背后,有多少前所未有的困难?

最近,专家们分析了嫦娥二号探险遇到的困难。

轨道设计:必须考虑太阳、地球和月球的三个引力场

“从4月1日‘嫦娥二号’到6月9日从月球到深空的飞行空,需要短短两个月的时间来设计一个全新的轨道计划,这是一个巨大的挑战 “嫦娥二号卫星导演设计师黄浩说

这种轨道设计的复杂性也大大增加了。

”首先,这是一个复杂的多天体重力场轨道设计 “他说,对于地球卫星来说,轨道设计只涉及一个重力场,即地球。月球探测卫星的轨道需要考虑地球和月球的两个重力场以及它们之间的拼接过程。 除了地球和月球,这种轨道设计还必须考虑太阳的引力场。

黄浩同时表示,L2点非常敏感,当卫星进入轨道时,需要非常高的位置和速度。任何微小的偏差都会导致误差,这将导致卫星飞得更远空,或者返回地球。 因此,必须精确规划和设计整个飞行路径。

此外,他还表示,L2点是一个不稳定点。在轨道飞行阶段,卫星在受到任何点干扰时都可能漂移,这也对轨道设计精度提出了更高的要求,还可能面临多重轨道修正。

长途穿越:TT&C的能力几乎达到极限。

L2点轨道的最远端距地球约172万公里,这大大增加了TT&C通信的难度,几乎达到极限。 “嫦娥二号”任务测控系统副总设计师周梁健说

同时,他说,卫星已经通过了最远的一端,测控系统已经成功地经受住了最大距离的考验。

周梁健说,当卫星到达离地球170多万公里的地方时,观测延迟从环绕月球的5秒钟延长到大约30秒钟。尽管卫星设备的功率已达到最大,但信号仍然几乎耗尽。

对此,测控系统采取了各种措施

周梁健说,过去,地面天线使用自动跟踪方法,通过接收卫星信号自动跟踪卫星旋转。 “现在信号太弱,自动跟踪不再可靠,所以我们切换到数字制导模式,从地面预测卫星位置,并控制天线进行精确跟踪。 “

此外,研究人员还升级了相关的系统和软件

“我们将来还有一些措施,比如降低码率和改变编码模式等。可以进一步提高测控通信能力。 ”周梁健说道

长途旅行:卫星比汽车飞得慢

从地球到月球,“嫦娥二号”花了112个小时,而从月球到L2,花了77天。

“到达L2点有很多选择,但是考虑到卫星剩余的燃料有限,我们最终选择了能耗最低的轨道。 ”周梁健说道

他说嫦娥二号进入月球轨道时,其速度达到每秒11公里,而在前往L2的途中,卫星的最低速度仅为每秒31米左右,比高速公路上的汽车慢。

”在卫星设计之初,它没有被考虑执行这样的任务。现在,由于早期阶段的精确控制,剩余的燃料得以节省。 ”周梁健说道

据报道,零窗口发射和精确的测控为卫星节省了大量燃料。 在飞往L2点的飞行中,最初的计划是进行3到4次轨道中段修正,由于高精度控制,这也得以节省。在6月20日仅实施一次后,预期目标就实现了。

为了节省燃料,测控系统选择让嫦娥二号低速飞行,因为速度越快,刹车时消耗越大。

但是到目前为止,嫦娥二号并不担心“烹饪” 周梁健说,这颗卫星在L2点的轨道运行将需要每秒96米才能到达明年年底,而剩余的有效燃料将允许这颗卫星达到每秒130米,留下一定的余量。

扩展服务:机载有效载荷将面临测试

“嫦娥二号的设计寿命只有半年,现在已经超过了很长一段时间,未来还将工作一年多,这将是对卫星仪器设备可靠性和实用能力的考验。 ”黄浩说道

周梁健说,在卫星发射前,TT&C系统已经制定了104个故障计划。 目前,针对卫星测控的远程化和延伸化特点,已经制定了新的对策。

“‘嫦娥二号’飞到了太阳和地球的L2点,这可以说是中国航天领域的又一次重大飞跃,成为世界上第一艘直接从月球轨道飞到太阳和地球的L2点的航天器,标志着我们在轨道设计、飞行控制、测控和通信技术上的突破。这也是我国发射、执行多项任务和探测多目标深度的首次有益尝试空 “月球探测项目副主任吴志坚说

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