制动系统自主性保障嫦娥卫星处于安全模式(图)

嫦娥一号卫星总体副主任设计师王晓明

    卫星制动系统具有自主管理性 保证卫星处于安全模式

    主持人：制动、导航这样一个系统来控制离我们那么远的一颗卫星，我们如何把握它的精确度呢？

　　袁利：我们知道制导导航与控制有相当的自主性，我们从发射到奔月的过程当中，我们在地面测控上面完成了精确的变轨，绕月以后将来进行科学目标探测的时候，我们制导导航与控制系统就具备了一定的管理能力，不要测控的情况下，我们自己不断的维持我们当前的姿态，自己控制定向天线，对卫星定向，当有一些碰撞的时候我们自己能够隔离，保证我们整个卫星处于一个比较安全的模式。

　　中国航天报社记者 黄希：我想问一下王晓明，想问一下国外的月球卫星，他们到达月球的过程跟我们有什么样的不一样，是不是像我们有这些变轨、制动这些，他们是怎么到达月球的。

　　主持人：黄希说到这个问题，我就说到网友以前的一个问题，他们就说国外很多的国家他们第一次奔月都失败了，为什么我们第一次奔月就成功了呢，是我们的国力比较强大，还是我们的科技就比国外发达了那么多。

　　中国航天报社记者 黄希：还是我们这条线路设计的就很科学。

　　王晓明：“嫦娥一号”卫星是在立足自主创新的基础上借鉴国外的先进经验，因为我们是在俄罗斯和美国之后开展的月球探测工作，之前有一些相对来说比较成熟的经验可以借鉴，但是我们主要还是依赖于自己的自主创新，在我们整个“嫦娥一号”卫星的设备里面有相当多的设备，包括第一次在轨工作，这样为“嫦娥一号”卫星在轨工作有一个很好的基础。我们和其他国家的卫星来比较，实际上在轨道这块，其他也有一些类似的变轨控制。日本发射了月亮女神那颗卫星，实际上在到达月球的时候也有类似的几次变轨，首先第一次要通过变轨制动，使他的卫星成为月球的环绕卫星，能被月球捕获，能围绕月球形成一个椭圆的轨道，经过这个椭圆轨道再经过一到两次的修正，形成他的工作轨道，我们现在是200公里的远轨道，月亮女神也是200公里的远轨道，这方面有一些类似。

　　主持人：从各方面综合来讲，为什么呢？

　　王晓明：这跟每颗卫星设计的初衷是有关系的，这个轨道设计取决于很多因素，包括有效载荷，包括我们对月球的了解，有很多制约因素，本质上来讲100公里轨道和200公里轨道没有太多的实质的区别，我们设计200公里轨道因为考虑到，一方面也需要有一个相机的需求，我们需要在相对比较低的轨道上，成像会比较清晰。另外一方面，我们会考虑到卫星在轨工作飞控的工作，如果设计的轨道高度过低，可能我们飞控的工作量会比较大，会频繁的进行轨道调整，月球卫星在轨道运行的时候会逐步的降低轨道，如果轨道过低的话，它的安全可能需要比较频繁的调整轨道，提高轨道。现在200公里，基本上按目前的设计，50天左右进行一次轨道调整，这样的话，对我们的飞控工作也比较有利。

　　这和地球卫星也是类似的，因为所有卫星长期在轨运行期间都会进行轨道的调整，因为他设计的时候有一个轨道范围，从几百公里到几百公里的高度范围，通过一段时间的运行，轨道的高度，包括其他一些参数他自己会有一些修正，这样通过我们地面的控制把它调整到设计的理想的高度。

　　中国航天报社记者 黄希：这一年当中你们的工作都得继续跟踪下去。

　　王晓明：对。

　　袁利：这个轨道变低不是卫星的问题，是因为月球跟地球差不多，也是中间有一点鼓的星体，这样卫星在绕月飞行的时候，势必导致轨道要发生一些变化，现在是一个圆轨道，将来制动以后会慢慢变成一个椭圆的轨道，为了保证我们的相机在工作的时候，焦距保证一个稳定的状态，把我们扁的轨道再变成一个圆的轨道，提供一个有效的载荷。

　　主持人：未来卫星要在这个轨道上正常运行一年，我们有一个比较通俗的比喻，汽车跑也需要燃料，也需要加油站，在茫茫宇宙中他怎么加油呢，我们现在卫星的燃料是否足够保证他未来一年的工作呢，现在能耗怎么样呢？

　　袁利：你这个问题，卫星在轨确实需要燃料，但是要从很多方面来讲，一个燃料是电的，我们的设备要家电，要探测一些目标，要传数据，这需要电来工作，这个电就是靠我们的帆板对太阳定向，获取太阳能转化为电这方面的燃料。

　　第二方面的燃料是我们在进行轨道维持的时候，发动机工作需要燃料，这个燃料是一次性的，用完了就没了，但是电能是不断的在充电，在获取的，所以我们当时提出一年的目标，主要是跟这个仪器本身的规律，因为每个产品都有一定的工作时间，另外一个就是跟燃料有关系，当然燃料带的越多，将来我们工作的时间就会更加长一些。

　　中国航天报社记者 黄希：当时发射的时候我们按照预期实现了零窗口的发射，是不是可以理解为卫星在轨的时间可以延长？

　　袁利：我觉得是可以延长的，因为卫星发射的时候，我们在轨道控制的时候，调整的量会更小一些，这样我们发动机的推进剂就更小一些，这样我们将来做轨道维持的推进剂会更多一些，运行时间也会更长一些。

　　中国航天报社记者 黄希：这个卫星的燃料能够在轨运行大概多长时间？

　　袁利：我们标称就是一年，现在肯定是一年以上吧。

　　王晓明：我们经过了几次精确的轨道控制以后，并且减少了两次中途修正，增加了一些燃料剩余量，在原来的基础上我们是完成一年的寿命，还会有一些剩下来的余量。