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新闻中心 > 国内新闻 > 嫦娥一号探月卫星-红塔特约 > 嫦娥一号消息

探月工程存在诸多技术难点

  新华网北京10月24日电(记者李斌、吴晶晶)探月工程是我国第一次对地球以外的星体进行近距离探测,是迈向深空探测的第一步。探月工程面临着诸多技术难点需要突破。

  轨道设计与飞行程序控制问题。在地球、月球、卫星三体运动条件下月球探测卫星的轨道设计,较以往地球、卫星相对运动条件下的设计更为复杂。
卫星首先由运载火箭送入地球大椭圆轨道,与运载火箭分离后,利用自身推进系统经过调相轨道三次加速,进入地月转移轨道,在此期间卫星需要进行多次轨道调整和姿态机动,以确保能够准确地被月球引力捕获。卫星在地月转移轨道运行4至5天后,进入月球捕获轨道,进行3次制动,分别经过三个不同轨道阶段进入月球的目标轨道,执行预定任务。卫星从发射到进入月球目标轨道共需飞行8至9天。

  卫星姿态控制的三矢量控制问题。在环月飞行期间卫星姿态要一直保持对月、地、日三个天体定向,各种探测器要保持对准月面,以完成科学探测任务;卫星发射和接收天线要保持对地定向,以将科学数据传回地球,供地面应用系统研究;卫星的太阳能帆板要保持对日定向,为了使电池阵尽量获得日照,需采用正飞和侧飞两种姿态,以获得正常工作所需的电力,但也增加了姿态控制的附加要求和能量要求。在卫星运行期间,月、地、日三个天体都是相对运动的,姿态控制是三矢量控制过程,需要在卫星整体布局、质量分布、多轴控制跟踪等方面进行很多新的理论研究,也带来许多工程实践上的挑战。

  卫星环境适应性设计。月球卫星运行的空间环境复杂,对卫星及各设备的环境适应性、可靠性提出了更高的要求。如:地-月空间的强辐照环境会对电子器件产生很大影响;月球在对日面、背日面条件下的温度变化梯度很大(-170至130℃),所以对探测器的温控要求更高。

  远距离测控与通信问题。月球探测一期工程的最大考验是测控系统,测控系统的传输能力要达到足够远的距离。此前我国卫星到达的最远距离只有7万公里左右,而月球距地球平均38万公里,给测控系统的传输能力带来了挑战;另外,卫星飞往月球过程中和运行期间要进行多次姿态调整,卫星的调姿要能接力观测到,测控应满足主要测控手段的可观可控,但我国本土东、西只有5000公里,给测控的连续性提出更高的要求。我国尚未建成深空测控网,目前采用航天测控网和天文观测网相结合的办法,基本可满足要求,但余量太小,这是必须解决的难题。

  科学数据的定标和反演问题。嫦娥一号卫星搭载的有效载荷,在上天之前要进行定标,以保证科学数据的准确性,因为没有月球样品,需要按照国际月球研究的成果,人工配制样品进行定标。在数据反演过程中,由于卫星姿态、轨道高度、空间环境的影响,必须对探测数据进行消除各种偏差的处理,才能得到真实可信的月球科学数据。
(责任编辑:赵健)
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