实现卫星飞出地球引力场到围绕月球运动,可有多种轨道转移方式。经过多年研究,确定了我国月球探测卫星的飞行程序大致分为四个阶段:①超GTO和中间轨道阶段。从星箭分离起,至第三次近地点变轨结束止。
卫星工作具体过程如下:
发射阶段和神六的发射大致相同,长征三号甲火箭在发射场将嫦娥一号卫星发射出去,送入轨道倾角为31度,近地点200千米,远地点51000千米,周期12小时;
卫星在16小时的调相轨道上运行两圈后(其间卫星在远地点进行一次机动,将近地点高度由200公里提高到600公里),卫星进行第一次近地点变轨,调相轨道周期变为24小时(远地点高度约为71000km);其目标是将轨道的能量进一步增大,使其变为远地点高度38万千米的地月转移轨道。
卫星在24小时的调相轨道上运行3圈后,进行第二次近地点变轨,调相轨道周期为48小时(远地点高度约为137000km);卫星在48小时的调相轨道运行一周后,进行第三次近地点变轨,卫星进入地月转移轨道,在地月转移轨道中,卫星依照需要进行2次轨道修正。进入轨道的时间和运动状态,特别是位置和速度非常关键,如果时间和速度不对,可能找不到月球或者和月球擦肩而过。
大概经过116小时的飞行,在快要到达月球时,依靠控制火箭的反向助推减速,在进入月球轨道之际,卫星必须顺利地被月球引力捕捉,才能成为月球环绕卫星,实现为月球的探测,此时卫星必须进行减速机动来实现月球的捕捉。最终在离月球表面200公里高度的绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作。
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