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护航嫦娥的“深空之旅” |
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——记嫦娥二号地面应用系统团队 |
■本报记者 王静
月上柳梢头，人约黄昏后。
如同有一个约定，当地球上能看到第一缕月光的那一刻，嫦娥二号地面应用系统即可接受从太空传来的信号，技术人员也立即开始处理数据。
数据量增加两百倍
“嫦娥二号现在还在太空中飘着呢！自2010年10月发射至2013年2月，嫦娥二号上天21个多月过去，仍在深空飞行。”中国探月工程总设计师吴伟仁轻松地告诉记者。
看着屏幕上滚动的数据，提起两年多来嫦娥二号上天前后的日日夜夜，嫦娥二号地面应用系统主任设计师任鑫心中泛起阵阵涟漪。
他比谁都清楚，地面应用中心接收嫦娥二号与嫦娥一号信息的天线没有变化，但数据总量却增加了约200倍。嫦娥一号每天接收数据约600MB，采用3Mbps码速率下传，嫦娥二号每天接收数据约100GB，采用8倍压缩，12Mbps码速率下传。这使嫦娥二号地面接收设备与处理软件的复杂程度和效率远远高于嫦娥一号，技术难度和工作强度也大大增加。
“由此，数据处理的方法、数据的组织策略以及对数据处理能力的要求，嫦娥二号与嫦娥一号比，在各方面都提出了更高、更复杂的要求。”吴伟仁说。
但在很短时间内，地面应用系统团队就建立起中国月球数据处理的基础体系，形成了多项国家标准和行业标准，攻克了很多数据处理的技术难关。
如今，呈现在人们眼前的月球影像图十分清晰。
用“精确”说话
“承担探月工程任务最大困难是什么？”记者问。
“最难在于精确。”嫦娥二号地面应用系统总设计师李春来说。
李春来向记者展示了嫦娥一号和嫦娥二号的不同精度。他说：“嫦娥一号所看到的月球表面最小环形坑直径约为500米左右，嫦娥二号能识别直径约为20米的环形坑。”
就奔月时间而言，嫦娥一号用了12天，嫦娥二号仅用5天；在测定轨时间上，嫦娥一号需要30分钟，嫦娥二号仅用15分钟；在测定轨位置精度上，嫦娥一号约400米距离，嫦娥二号约100米；在测速精度上，嫦娥一号每秒0.5米，嫦娥二号每秒0.1米……
各种精度的提高，使中国获得了迄今为止国际上分辨率最高、变形程度最低、位置精度最高，图像色调最一致和空间覆盖最完整的全月球正射影像图。
能获得如此高质量的图像，嫦娥二号地面应用系统副总设计师刘建军认为，成功在于“严、细、慎、实”4个字。
工程师王奋飞解释说，在嫦娥二号发射前，科研人员针对任何一种可能都作了预案，共做了几十个，涉及每一个环节，可谓慎之又慎。
坚定走向深空
在地面应用系统工作的所有人都知道，日本2007年发射的“月神”，用了3个月时间仍没实现对月球全覆盖。因在设计之初考虑不周全，导致地形高的地区图像数据没有拼接上，此后用了1年多的时间才发布全月数据，但仍有约6%的数据缺失。嫦娥二号获取全月覆盖数据仅用了3个月，并在半年后发布了全月数据。
“那阵子，我们并非没有遇到任何问题。”王奋飞说。
2010年10月，工作人员发现图像质量下降，工作模式需要调整。他们在地面调整后，及时传给卫星控制平台，才保证了后期全月图像数据的质量。问题从发现、找到解决方案，到处理没有超过1个小时。因为卫星飞行速度很快，绕月球一圈仅需117分钟，每一轨拍摄后，卫星就已经离开很远了，只能在看得见时才再次发送控制指令。在3个月时间里，如果下一轨还遇到相同问题，数据丢失会更严重，而且可能不会再有机会了。
目前，嫦娥二号距离地球约2000万公里，状态良好。两年来，嫦娥二号进行着中国航天史的“太空远征”，远征的距离在不断刷新。
据吴伟仁透露，中国太空远征能否成为“世界的二锅头”，能否走向深空？嫦娥二号发射前，印度公布了他们卫星的一些细节。因此航天人压力很大，中国也不能落后于印度。在嫦娥二号拓展任务执行的讨论中，让嫦娥二号走向深空，中科院态度非常坚决。
《中国科学报》 (2013-03-07 第5版 综合)
