中新網(wǎng)11月5日電 北京時(shí)間11月5日11時(shí)37分,北京航天飛行控制中心對“嫦娥一號”衛(wèi)星成功實(shí)施了第一次近月制動,順利進(jìn)入周期為12小時(shí)的橢圓環(huán)月軌道,成為中國第一顆月球衛(wèi)星。那么,為什么要對嫦娥一號衛(wèi)星實(shí)施近月制動?嫦娥一號的第一次近月制動是如何實(shí)現(xiàn)的呢?
綜合新華網(wǎng)報(bào)道,繞月探測工程衛(wèi)星系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師黃江川表示,隨著嫦娥一號衛(wèi)星與月球的逐漸接近,它所受到的月球作用力也在不斷加大,飛行速度將顯著提高。在抵達(dá)近月制動點(diǎn)時(shí),衛(wèi)星飛行速度約為2.4千米/秒。如果不減慢飛行速度,衛(wèi)星就無法被月球捕獲,進(jìn)入環(huán)月運(yùn)行軌道,實(shí)現(xiàn)繞月飛行的目標(biāo)。
“之所以采取分三次對衛(wèi)星實(shí)施制動,主要是根據(jù)衛(wèi)星上所攜帶發(fā)動機(jī)的推力大小設(shè)計(jì)的。”黃江川說,“這樣,不僅能夠減小每次控制的任務(wù)量,而且能夠有效節(jié)約衛(wèi)星攜帶的燃料!
北京航天飛行控制中心總工程師王也雋介紹說,嫦娥一號衛(wèi)星的近月制動是非常關(guān)鍵的測控動作,關(guān)系到整個(gè)任務(wù)的成敗。在實(shí)施制動前,北京飛控中心根據(jù)各測控站、船傳回的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)跟蹤計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)行軌道情況,分析研究第一次近月制動的軌控策略,進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備,以確保近月制動取得成功。
王也雋說,衛(wèi)星近月制動發(fā)動機(jī)點(diǎn)火之前6小時(shí)和3.5小時(shí),北京飛控中心分別計(jì)算出關(guān)于衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整、軌道控制以及發(fā)動機(jī)點(diǎn)火的各項(xiàng)參數(shù),在發(fā)動機(jī)點(diǎn)火前4小時(shí)和1小時(shí)各注入一次,這些數(shù)據(jù)和指令就成為衛(wèi)星實(shí)施近月制動的根據(jù)。
“發(fā)動機(jī)點(diǎn)火前40分鐘時(shí),衛(wèi)星調(diào)整太陽帆板,以保證軌控期間太陽帆板能夠補(bǔ)充供電。”王也雋說,“點(diǎn)火前35分鐘時(shí),衛(wèi)星實(shí)施慣性調(diào)姿,讓發(fā)動機(jī)朝向衛(wèi)星飛行方向。發(fā)動機(jī)點(diǎn)火工作后,等于給前進(jìn)中的衛(wèi)星一個(gè)反作用力,減慢其飛行速度,收到‘剎車’的效果。這樣,就能實(shí)現(xiàn)被月球捕獲的目標(biāo)。”
另據(jù)北京航天飛行控制中心副主任、測控專家麻永平介紹,嫦娥一號衛(wèi)星第一次近月制動要克服三大挑戰(zhàn)。
“第一個(gè)挑戰(zhàn)來自制動時(shí)機(jī)的唯一性,如果不能在月球捕獲點(diǎn)實(shí)施近月制動,衛(wèi)星就將與月球失之交臂,難以進(jìn)入環(huán)月軌道!甭橛榔秸f,第二是月球空間環(huán)境的復(fù)雜性,由于是中國衛(wèi)星首次繞月飛行,科研人員對其空間環(huán)境缺乏實(shí)際的了解和認(rèn)識。
第三個(gè)挑戰(zhàn)來自對軌道的測量與控制。按照計(jì)劃,嫦娥一號衛(wèi)星要實(shí)施三次近月制動。第一次要把衛(wèi)星的飛行速度從每秒2.4公里降到每秒2.06公里,進(jìn)入周期為12小時(shí)的橢圓環(huán)月軌道,第二次要把速度降到每秒1.8公里,進(jìn)入周期為3.5小時(shí)的環(huán)月軌道,第三次再降到每秒1.59公里,最終進(jìn)入周期為127分鐘的極月圓軌道。如果沒有高精度的測定軌技術(shù)和軌道控制技術(shù),很難保證這些任務(wù)的完成。