5日,科技人员在北京航天飞行控制中心指控大厅内精心操作。新华社发
据新华社电(记者田兆运李宣良白瑞雪)北京航天飞行控制中心于5日11时37分对嫦娥一号卫星成功实施了第一次近月制动,顺利完成第一次“太空刹车”动作。卫星被月球捕获,进入环月轨道,成为我国第一颗月球卫星。
11时15分,北京航天飞行控制中心调度地面测控系统,向沿着地月转移轨道高速飞行的嫦娥一号发出指令,卫星发动机准时点火,工作22分钟后,正常关机。随后,北京飞控中心对各项测量数据的计算结果表明,卫星顺利进入周期为12小时的椭圆环月轨道。
这次近月制动成功,为嫦娥一号卫星最终进入“使命轨道”进行科学探测奠定了坚实基础。同时,也表明我国已具备对距地球38万公里卫星进行精确测控的能力,标志着我国航天测控水平有了新的突破。
11月6日和7日,北京航天飞行控制中心还将对嫦娥一号卫星进行两次近月制动,确保卫星顺利进入高度为200公里、周期为127分钟的极月圆轨道。通过在轨测试后,卫星将开始进行科学探测活动。
胡锦涛温家宝电贺
据新华社电中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛,中共中央政治局常委、国务院总理温家宝,5日致电祝贺“嫦娥一号”卫星第一次近月制动取得圆满成功。
胡锦涛在贺电中说,欣闻“嫦娥一号”第一次近月制动取得圆满成功,卫星已进入环月轨道,我谨向参与“嫦娥一号”研制、指挥、测控和保障的全体同志表示热烈祝贺和亲切慰问!望再接再厉,夺取绕月探测的新胜利!
温家宝在贺电中说,欣悉“嫦娥一号”绕月探测卫星成功实现近月制动,进入绕月轨道,我谨向参与工程的全体同志表示热烈的祝贺和亲切的慰问!希望同志们继续按照高标准、高质量、高效率的要求,一丝不苟,精益求精,大力协同,扎实工作,确保绕月探测工程取得圆满成功!
三个问题
为什么要实施近月制动
为什么要对嫦娥一号卫星实施近月制动?绕月探测工程卫星系统副总设计师黄江川日前向记者作了介绍。
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。”近月制动是如何实现的
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。”为何选择200公里工作轨道
“嫦娥一号卫星选择距月球200公里的圆形轨道作为‘工作岗位’,完全是出于有效载荷开展工作的需要。”王也隽在接受记者采访时说,“轨道高度是根据绕月探测的科学目标确定的,与轨道控制技术的难度无关。
王也隽说,嫦娥一号卫星选择高度为200公里的工作轨道,主要是因为卫星上搭载的CCD立体相机、激光高度计、微波探测仪等有效载荷,在这个距离上能够充分发挥性能,具备完成获取月球表面三维影像、分析月球表面元素含量和物质类型的分布特点、探测月壤特性、探测地月空间环境等4大科学目标的能力。
“就如同我国的载人飞船在323公里高度的轨道上飞行,而通信卫星在约36000公里高度的轨道上飞行一样,飞行器的轨道高度并不代表控制难度,也与技术先进与否无关。”王也隽说,“如果嫦娥一号选择其他高度的工作轨道,我们一样能够控制。”
三大挑战
首次近月制动克服三大挑战
“嫦娥一号卫星第一次近月制动要克服三大挑战。”北京航天飞行控制中心副主任麻永平说。
“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,由于是我国卫星首次绕月飞行,我们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。
三道难关
三个关键环节可能存在风险
嫦娥一号卫星副总指挥龙江5日表示,嫦娥一号成功实施首次近月制动开始绕月飞行后,仍有三个关键环节可能存在风险,需要“重点关注”。
一是嫦娥一号卫星即将进行的第二、第三次近月制动。只有成功实施这两次近月制动,卫星才能最终进入周期127分钟、200公里高度的环月工作轨道。
据悉,嫦娥一号的第二、第三次近月制动将分别于6日11时左右、7日8时左右实施。
二是卫星在到达目标轨道之后,能否成功建立并保持三体定向姿态,确保有效载荷对月进行探测,太阳翼对日获取能源,定向天线对地保证数据传输。
三是环月飞行后,由于月球环境的影响,卫星热控、供电等分系统工作模式需要进行相关调整。
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