来源:科学时报 发布时间:2011-9-2 6:24:27
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嫦娥二号与拉格朗日L2点共舞
——访探月工程副总指挥、国防科工局探月与航天工程中心主任吴志坚
 
8月25日23时27分,我国第二颗月球探测卫星嫦娥二号在世界上首次实现从月球轨道出发,受控准确进入距离地球约150万公里远的、相对太阳与地球保持静止的平动点——拉格朗日L2点的环绕轨道。
 
这对我国探月工程和深空探测具有怎样的意义?嫦娥二号之后的命运将如何?带着这些问题,新华社记者采访了探月工程副总指挥、国防科工局探月与航天工程中心主任吴志坚。
 
航天领域的又一个重大跨越
 
问:嫦娥二号飞到拉格朗日L2点,对我国意味着什么?对我国深空探测有什么意义?
 
答:嫦娥二号卫星飞往拉格朗日L2点,可以说是我国航天领域的又一个重大跨越。从工程技术方面来讲,从月球轨道飞往拉格朗日L2点,标志着我们在轨道设计、飞行控制、测控、通信方面的技术有了新的突破,使我国成为继美国、欧空局之后第三个在这点上进行空间探测的国家(组织),也是我国第一次进行一次发射、执行多个任务、开展多个目标探测的一次有益的尝试。
 
从科学探测来讲,嫦娥二号在这点上可以对地球远磁尾、高能粒子、太阳风进行动态监测,同时也可以对太阳磁暴等进行监测,这次探测对空间环境的预警、天文学研究具有十分重要的意义。
 
问:据了解,嫦娥二号有三项拓展试验,环绕L2点飞行是第三项,完成这个就完成了三项拓展试验。那么为什么要给嫦娥二号设定这三项拓展试验?尤其是这个L2点的拓展试验?
 
答:嫦娥二号卫星原来是探月工程一期的备份星。嫦娥一号成功之后,经国务院批准,经过技术改造,使其成为探月工程二期的技术先导星,主要任务是深化月球探测的成果,同时验证将来要实现月球软着陆的部分技术,降低软着陆的风险。
 
对这颗卫星设计寿命期后如何使用,怎么继续进行科学试验,国防科工局组织专家进行深入论证。
 
论证工作有三个原则,第一是具有新意,最好是过去没有过的;第二是后续的试验一定要有价值,要有科学价值和技术价值;第三是经过努力能够实现。本着这3条原则,专家主要提出5种方案:第一种是像嫦娥一号一样受控撞月,国际上通常是这样做的,但是这样做没有什么新意;第二是进行环月飞行,但是这种方案所获得的成果增量非常有限;第三是从月球飞回地球,因为在探月三期的过程,要经历月地转移和大气层再入,但是通过计算它的燃料后发现,卫星只能飞到近地,不能飞回地球;第四是让它离开月球往外飞,进行测控拉距试验,但是目标比较单一;最后,专家选择了拉格朗日L2点。
 
三项拓展试验成功完成
 
问:请详细介绍这三项拓展试验的主要内容?
 
答:三项拓展试验:其一,在已经获得99.9%的全月图数据基础上补拍两极的漏拍点,使我国拥有全世界最全高分辨率的全月图;其二,在月球的背面、内侧,不可视的情况下,用主发动机降轨,来验证自动控制系统、导航控制系统与主发动机之间的协同能力;其三,飞往拉格朗日L2点。这三项拓展试验项目的选择,方案的制订,工作的组织,是在专家和研制单位论证基础上,经工程领导小组研究确定,经探月工程总指挥陈求发批准实施的。
 
问:在完成这三项拓展试验的过程中有哪些难关?遇到的最大难处是什么?
 
答:实际上,确定这个方案以及在实施过程中,受很多条件制约。第一就是燃料;第二是时间;第三是顺序,先做什么、后做什么;第四,测控条件的制约能力。
 
要综合考虑这些因素,还要看进行任务中自然条件是否具备,特别是6月16号的月食,能不能在月食前离开月球,如果说,月食前不能完成两个在月球轨道的试验,那么在月食情况下,这颗卫星就面临生存的危险,也就给飞离月球带来了风险。这样确定先是补拍月球两极图,补拍的周期就要27天;然后就是下虹湾,下虹湾需要4天;在这些任务完成后必须要在6月16日之前飞离月球,才能保证这颗卫星的安全。
 
问:这些难关是如何攻克的?
 
答:这当中有很多细节。4月1日寿命期满后,当时的卫星处于侧飞的状态,不能补拍两极图,要等到4月24日卫星转入正飞姿态。月球一个自转过程是27天,补拍两极图必须要一个月球自转周期(27天),一天不能少。
 
从24日开始,27天后,就要到5月21日,而卫星下虹湾的时间最理想的是4天,受虹湾周边地形限制,5月24日卫星必须重新上升到安全高度。如果5月20日下虹湾,就缺少一天补拍两极图的时间。下一个满足补拍要求的时间,恰恰是有月食的6月16日,权衡利弊后,工程总体提出并报陈求发总指挥批准,下虹湾推迟到5月21日。这样保证了前两项试验任务的完成,而且在月食到来之前就飞离月球,进行飞往L2点的试验。
 
国际上第一次从月球轨道出发前往拉格朗日L2点
 
问:这对未来中国开展深空探测有何意义?
 
答:这些试验为今后进行月球以远的行星际探测做了技术上的储备,积累了工程经验。
 
问:我国成为世界上继欧空局和美国之后,第三个造访拉格朗L2点的国家和组织,在完成这次动作的时候,有没有借鉴之前的两个宇航机构的做法?有没有新的突破?
 
答:在航天领域进行科学探测和科学创新,各个国家之间都是互相学习、互相借鉴的。如果说嫦娥二号卫星这次到L2点与其他国家和组织有什么不同的话,那就是我们是从月球轨道直接去的,这在世界上是首次。
 
问:嫦娥二号卫星完成这三项拓展任务之后的命运将会怎样?
 
答:根据目前卫星的燃料情况,这个卫星要在拉格朗日L2点环绕工作一段时间,进行科学探测。
 
问:在到达拉格朗日L2点的时候,是不是可以对嫦娥二号有一个定性的结论,嫦娥二号是否非常圆满地完成任务?
 
答:航天界普遍反映,嫦娥二号是我国航天产品中的精品,她不仅圆满地完成了预定任务,而且是超额完成任务,表现十分出色。
 
《科学时报》 (2011-09-02 A3 深度)
 
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