专家访谈
卫星轨道修正精度提高近百倍
本报讯(记者周继坚)嫦娥一号卫星推进分系统主任设计师魏延明上午做客人民网时透露,卫星中途变轨精度高达万分之几,远高于此前百分之几的设计精度。
魏延明说,卫星从发射到现在的12天当中,卫星的各个状态以及从遥测参数来看非常好,完全在预先设计的范围之内。
而从几次变轨的情况来看,卫星从第一次变轨一直到第一次中途修正,精度都很高。原来每次变轨的设计精度是在1%到2%,而卫星实际上达到了万分之几的精度。
魏延明说,地月转移轨道中本来要进行三次中途修正,但是实际上只进行了一次,取消的原因是由于第四次的变轨,也就是第三次近地点变轨的时候,精度很高,因此中间不需要再去修正。
历史背景
探月卫星曾多次发生“逃婚”
由地月轨道成功变轨至绕月轨道,技术难度很大,美国和前苏联发射的月球探测器在变轨方面历经多次失败。
月球1号撞月不成变绕日
1959年1月2日,在苏联一个秘密的航天发射场,一枚由战略导弹改装的运载火箭,把一个月球探测器送入太空。这就是苏联制造的月球1号探测器,其最终目标是撞击月球。
但当火箭发射升空,月球1号却没有经过停泊轨道,而是直接飞向月球。第二天,月球1号没有按原计划撞击月球,而是在距月球5995千米处与月球擦肩而过,没有进入月球引力场。也就是月球一号探测器距离月球太远,没有被月球“抓住”。
而月球1号探测器的飞行速度,已经超过每秒7.9千米的环绕地球的速度,达到每秒11.2千米,飞离地球进入环绕太阳转圈的轨道,所以成了第一颗人造行星,它将永远围绕太阳公转。
月球4号着陆未果绕地转
月球4号是苏联于1963年4月2日发射的无人月球探测器。月球4号原计划准备实施首次月球软着陆,但由于中段轨道制动失败,导航系统也出现故障,而没有被月球引力捕获。月球4号绕过月球,继续沿着地球轨道飞行,成了一颗地球卫星。
月球6号轨道偏差掠过月球
1965年6月8日,苏联将月球6号送入地球轨道,然后推入奔月轨道,在这过程中月球6号全系统工作正常。
然而,不幸的是月球6号没有按预定程序关闭修正轨道的发动机,使月球6号在6月11日大约距离月球16万千米处掠过月球,最终与月球失之交臂,成为一颗围绕太阳旋转的人造行星。
控制失灵软着陆变大碰撞
除了奔月期间的轨道修正外,远距离测控系统对探测器发出的制动指令成功与否,也影响了卫星发生的成败。
月球5号软着陆卫星撞月球
月球5号是苏联于1965年5月9日发射的无人月球探测器。苏联航天部门计划让它在月球上实现软着陆,但由于技术故障而失败。
当月球5号距离月面64千米、准备降落时,由于设备故障,制动火箭点火失灵,科学家只能听着它发出的信号,无奈地任它以极大的速度直接击中月球并损毁。
徘徊者徘徊6次才成功
美国的“徘徊者”系列探测器从1961年到1965年间一共发射了9次,是用“徘徊者”的身躯活生生地砸向月球,利用高速撞击月球“壮烈牺牲”前的瞬间拍摄月球表面,为在月面硬着陆提供参考数据。
这项计划在最初阶段遭受了巨大的挫折,前6次发射因它们总在地月间徘徊不前均告失败,直到1964年7月徘徊者7号才首次圆满完成了任务,徘徊者1~6号的试验都因故障而失败。
其中,徘徊者3号探测器因火箭瞄准偏差,在距月球3.7万千米处与月球擦肩而过。而徘徊者4号因控制系统故障,探测器直接撞到了月球背面。到了徘徊者5号,则是因为在到达月球前动力系统发生故障而失败。
勘察者修正轨道引来偏差
“勘察者”计划是继“徘徊者”之后的一项大胆的月球软着陆计划。但“勘察者”的研制工作遇到了许多技术难题,造成了严重的进度延误。
面对计划严重受阻,美国不得不将初步工作指标降低到“勘察者”飞行任务所需的最低水平——把975千克有效载荷送入月球轨道,并使科学有效载荷减少到45千克左右。该系列探测器共发射了7个,其中一个在修正轨道时发生了滚转而失败,有5个在月球成功地实现了软着陆。
文/记者曹雪
嫦娥一号奔月日程表
今天首次近月点制动,此后还有2次减速才能进入工作轨道
如果速度过快,卫星可能无法被月球捕获,从而变成绕日卫星
进入地月转移轨道,如不能成功实施变轨,卫星可能成为绕地卫星
第一次变轨
10月25日17时55分,飞行1圈半后,卫星在第二个远地点首次变轨
第二次变轨
10月26日17时33分,飞行3圈后,在近地点卫星进行变轨,进入24小时周期轨道
第三次变轨
10月29日18时01分,在近地点卫星第三次变轨,卫星进入48小时周期轨道
第四次变轨
10月31日17时28分,卫星第四次变轨,进入地月转移轨道
制图/肖霄
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