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作者:张巧玲 来源:科学时报 发布时间:2010-10-8 6:35:34
嫦娥二号最终归宿仍是谜
 
□本报记者 张巧玲
 
在航天任务中,卫星系统是5个系统中最关键的部分之一,往往被视为航天工程的“主角”。相比嫦娥一号,嫦娥二号究竟有哪些不同?完成它的使命后,嫦娥二号是否会如同嫦娥一号卫星一样,最终也受控撞月?
 
四大特点
 
“嫦娥二号是嫦娥一号的继承,其主要设备继承了嫦娥一号,但它同时作为探月二期工程的先导,又有自己独特的特点。”嫦娥二号卫星总指挥张廷新在接受记者采访时表示。
 
一是产品状态多。嫦娥二号上共有214台硬件设备,都有着不同的状态。其中,继承了嫦娥一号的约有85%,进行适应性修改的大约占10%,新研制的约占5%。
 
张廷新介绍,嫦娥一号研制时,所有的产品都统一上星,统一做试验,比较整齐。嫦娥二号星上产品的不同状态带来的最大难题是,各类型产品的研制进程不一样,比如新研制的产品,从典型件、鉴定件到正样件,都经过方案、初样、正样等一个完整的研制过程。而卫星在研制过程中,往往存在正样产品和初样产品一起测试的情况,从而大大增加了风险。因此,研制队伍强化了风险管理,同时也克服了困难,使一些关键的新研制产品创造了研制周期上的新纪录。
 
二是试验验证难。张廷新表示,嫦娥二号上有很多新技术是原来没有使用或者没有遇到过的。例如,嫦娥二号上使用的490N发动机,以往我国卫星上使用这种发动机时,其在卫星上的工作时间很短,一般卫星到达目标轨道后就切断了。而这次嫦娥二号上的490N发动机不切断,要连续工作半年,多次使用这台发动机。因此,需要在地面就做一个490N在高轨长期稳定工作的可靠性试验。试验人员花了将近半年时间去验证它在轨长期工作的情况。
 
又如,本次卫星上的主相机为TDI-CCD相机。这种相机的测试牵涉到地面系统、星上系统和测控系统,最终会形成高清晰的图像,因此测试验证起来相当困难。
 
三是产品无备份。嫦娥二号本来是嫦娥一号的备份星,因此几乎所有的产品都没有备份,所以当星上产品出现问题时,并没有备份产品可以马上使用。
 
“这颗卫星的研制,对技术人员的要求极高,研制难度增大,要求做到万无一失。”张廷新说。
 
四是研制队伍新。嫦娥二号研制时,我国同时在进行嫦娥三号探测器的研制工作,因此嫦娥一号的主要科研人员都在进行嫦娥三号探测器的研制攻关,这对嫦娥二号的人员队伍组织构成了一个很大的挑战。
 
张廷新介绍,在嫦娥二号10个分系统的主任设计师中,只有一个是嫦娥一号研制队伍中留下来的,其他的都是原来的副主任设计师,或者原来研制队伍中逐步走上重要技术岗位的年轻技术人员。在研制过程中,既要对年轻的队伍进行培养,还要严格控制质量,真正提高研制队伍的总体水平和能力。
 
在卫星试验队的常驻93人中,第一次来发射场的就达到47人。尽管如此,通过嫦娥二号的研制,年轻技术人员得到了很好的锻炼,通过工程实践锻炼迅速成长,这些人将成为航天事业的骨干力量。
 
严把质量关
 
嫦娥二号尽管是嫦娥一号的备份星,但对于卫星质量的把控却是一样的严格。
 
嫦娥二号系统总设计师黄江川在接受记者采访时表示,嫦娥二号在一年半的时间里仅作总装集成测试就开展了2000个小时,目的就是为了保证飞行任务的成功。
 
“我不太喜欢‘百分之百’,比较喜欢‘力保’,对我们来说‘确保’永远是一个追求的目标,‘力保’可能和行动相关。”黄江川介绍,从大系统来说,做了两次3个系统间的测试,主要是测控、卫星和应用。此外,针对工程验证任务,还设计了10项小的环节,像推进系统的延寿,轨道变了以后太阳翼以及星表设备如何针对更高温度、环境的变化而变化,另外还在相机里使用了一项叫做速高补偿的技术,这一技术从单机有专项、卫星系统有专项、大系统有专项,共设计进行了10项左右的专项技术,都是任务成功的保障。
 
“从某种角度来说成功也是熬出来的。”黄江川说。
 
嫦娥二号副总指挥太萍则介绍,为了进行卫星质量控制,一是进行元器件的筛选,“我们有自己的一套标准”。
 
首先是按照空间环境的要求,做了大量的元器件筛选的试验。其次各台上天的硬件产品都根据总体下达的环境试验要求,完成了相应的环境试验,有力学的、辐射的、热的和电磁干扰的,等等。
 
再次是星上的软件,一共有25类,对这些软件都要做第三方测评,按照软件工程化的质量要求进行了严格的控制。
 
除此之外,在单机测试、分系统测试的基础上,对整星的电测完成了1700多个小时。
 
“在质量上,这颗卫星我们是放心的。”太萍说。
 
将在轨运行半年 结局是谜
 
截止到2009年3月1日受控撞月,嫦娥一号一共在轨飞行了494天,其中绕月飞行了480天。
 
“与嫦娥一号相比,嫦娥二号的在轨运行时间将要短很多。”黄江川接受记者采访时表示,根据设计,嫦娥二号在轨飞行的时间将是半年。
 
黄江川表示,嫦娥二号的主要任务是技术验证和深化科学探测,它继承和发展了很多嫦娥一号的东西,包括研制队伍的大部分人也来自嫦娥一号,“我们把在轨运行时间设计为半年,主要是因为我们有信心在半年内就完成工程验证和科学探测这两方面任务。其实,嫦娥二号达到一年运行时间没有任何问题”。
 
不过,设计寿命是半年时间并不代表嫦娥二号就只在轨运行半年时间。“可能会延长,估计半年过后还会工作一段时间。”探月工程总设计师吴伟仁表示。
 
嫦娥一号最后的命运是“受控撞月”,对于嫦娥一号来说,这是它额外完成的任务。之所以能“超额”完成任务,主要是因为卫星状态依然良好且还剩有足够的燃料,可以对其轨道进行精确控制。
 
那么,嫦娥二号完成预计的试验验证和科学探测任务后,又会有怎样的结局?
 
“有可能也会超额完成任务。”黄江川说。
 
此次嫦娥二号的发射是采用地月转移轨道技术,火箭直接把卫星送入奔月轨道,可以大大节省卫星的燃料,因此如果各项任务顺利,嫦娥二号在完成半年的规定动作后,仍会有相当数量的燃料剩余,这就能为它“超额”完成任务奠定基础。
 
“我国探月工程管理部门、科学家和卫星技术人员曾经一起研讨过嫦娥二号的最终命运,大致形成了3种设想。”黄江川表示。
 
第一种设想是根据卫星在轨运行的情况,结合我国探月工程的后续进展,对嫦娥二号传回的数据进行综合研究,对月球做补充探测,最终可以考虑卫星落月,为嫦娥三号等后续任务提供技术验证。
 
第二种设想是让卫星飞出地月环境,飞向更远的太空,“远嫁”他方,验证我国更远宇宙空间的深空探测能力。
 
第三种设想是让卫星沿着月地转移轨道,飞回地球并成为地球卫星。
 
“最终采用哪种方式,还没有下定论。主要看前期主任务执行情况以及卫星的状态和能力。届时会由各方专家共同研究,决定嫦娥二号的最终命运。”黄江川说。
 
不过,中国探月工程高级顾问欧阳自远则认为,嫦娥二号返回地球轨道的可能性不大,“没有那么大的动力支撑这一动作”。
 
如果让卫星飞出地月环境,则是使卫星变成了失控的“太空垃圾”,这对后续的发射任务是否会造成影响也是值得探讨的问题。
 
对于嫦娥二号来说,最终实现受控撞月的可能性较大。
 
《科学时报》 (2010-10-08 A3 本周聚焦)
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