中国航天科技集团公司奋战嫦娥二号任务纪实

　　2010年10月1日，西昌卫星发射中心，继嫦娥一号卫星圆满完成我国首次绕月探测工程之后，嫦娥二号绕月探测卫星作为我国探月工程二期的先行者，又踏上了奔月的征程。

　　在“嫦娥二号”任务中，中国航天科技集团公司主要承担了五大系统中的两大系统，即嫦娥二号探月卫星及其运载火箭长征三号丙的研制任务。

　　“十一”前夕，刚刚在酒泉卫星发射中心圆满组织完成遥感卫星十一号的发射任务的探月工程副总指挥、中国航天科技集团公司总经理马兴瑞，探月工程副总指挥、中国航天科技集团公司副总经理袁家军等领导，便马不停蹄地赶往西昌卫星发射中心，领导、组织嫦娥二号卫星的发射工作。

　　嫦娥二号卫星和长三丙火箭运抵西昌卫星发射中心后，在“两总”系统的精心策划、周密安排下，经过发射试验队队员们井然有序地紧张工作，精心调试，火箭、卫星的状态均正常完好，发射前的各项准备工作进展顺利。听取卫星、火箭总指挥、总设计师系统的汇报后，马兴瑞、袁家军对前一阶段发射试验队的工作给予充分肯定，并要求发射试验队再接再厉，严慎细实地做好发射前的各项准备工作，确保圆满完成任务。

　　嫦娥二号卫星任务，凝聚着中国航天科技集团公司各级领导和成千上万名制参研制者的心血和汗水。 顶层部署：调动一切可用资源

　　2007年12月，在嫦娥一号卫星圆满成功后的一个晴暖的冬日，绕月探测工程领导小组第六次会议上决定：2009年或2010年发射一颗月球探测卫星，技术有所进步。随后，这颗备份星被命名为“嫦娥二号”.

　　2008年10月，“嫦娥一号”成功飞天一周年的日子里，国务院正式批准“嫦娥二号”任务立项。

　　工程立项后，中国航天科技集团公司对工程给予高度重视，集团公司多次召开会议，研究工程中的有关问题。在工程进展的各个阶段，集团公司总经理马兴瑞、副总经理袁家军多次深入科研生产一线，检查督促工作进展，提出指导意见。

　　嫦娥二号任务风险大，影响也很大，国内外的关注度都很高。在2010年年初的工作会议上，集团公司将嫦娥二号任务列为宇航型号任务的重中之重，要求研制队伍提高认识，明确此次任务高度的政治意义；对探月工程领导小组提出的“四保”要求，即保质量、保进度、保安全、保成功，必须全面落实；同时要求嫦娥二号的广大科研人员大力弘扬两弹一星精神、载人航天精神，提高零缺陷意识，以高度责任感和使命感，更严、更慎、更细、更实地完成任务。

　　鉴于嫦娥二号任务的重要性和艰巨性，集团公司调动一切可以调动的资源，从队伍建设、经费、试验条件等方面都给以充分保障。在队伍建设方面，以嫦娥一号队伍为基础充实年轻骨干，同时保留有经验的老同志，使队伍更加强大，也为后续的深空探测等任务培养了年轻的队伍，充实了后备力量；在试验条件方面，集团公司加强嫦娥二号专用的地面试验设备建设，同时对于公用试验设备，也是优先保障嫦娥二号试验任务的完成；在计划安排方面，嫦娥二号任务在发射场的时间延长到80天，让发射场工作能够做得更加充分和扎实，确保任务的圆满成功。

　　嫦娥二号卫星要飞到距离月球15公里的地方选点、勘探等，难度很高，技术要求很高。针对这一情况，集团公司要求发射队伍从发射到最后完成任务的过程中将风险点逐一列出，每个风险点都必须有预案，并邀请专家把关，识别控制风险点；同时强化以数据包为核心的过程控制，以确保质量。

　　 嫦娥二号研制：披荆斩棘打造“探路者”

　　为了完成好“嫦娥二号”任务，中国航天科技集团公司五院作为中国深空探测技术的主力军，调集精兵强将，全面开展研制工作；广大科技工作者顽强拼搏、无私奉献，谱写了新时期航天人的一曲奋斗凯歌。

　　“嫦娥二号”是以嫦娥一号卫星的备份星为基础进行研制的，其主要任务是为探月工程二期进行前期工程验证和探测，是二期的“探路者”.

　　相比“嫦娥一号”,“嫦娥二号”技术更新、难度更大、系统更复杂，与之相应的风险也更大。“嫦娥二号”任务就像是一期工程向二期工程的一个跳板，既继承了嫦娥一号卫星的许多成熟技术，又根据任务目标的不同，增加了很多新技术，对探月工程起到承上启下的作用，对整个深空探测事业的发展具有十分重要的意义。

　　作为二期工程的先导星，嫦娥二号卫星主要是用以试验、验证探月工程二期部分关键技术，深化月球科学探测目标。在飞行任务期间，嫦娥二号卫星将开展六大技术验证：一是配合运载火箭验证地月转移轨道直接发射技术；二是验证距月面100公里近月制动的月球轨道捕获技术；三是验证100公里×15公里轨道机动与飞行技术；四是对二期工程的备选着陆区进行高分辨率成像试验；五是搭载轻小型化X频段深空应答机，配合我国新建的X频段地面测控站，试验X频段测控技术；六是试验遥测信道低密度奇偶校验码（LDPC）编码技术，月地高速数据传输技术及降落相机技术。这六大技术验证，将为我们进一步了解月球表面环境，把握深空探测技术发展规律，有效降低探月二期工程风险，提供有益的借鉴。

　　嫦娥二号卫星在嫦娥一号卫星的基础上，改进了有效载荷性能，提高了对月科学探测精度，重点是完成四个科学目标，即：获取更高精度月球表面三维影像，分辨率由嫦娥一号卫星的120米提高至优于10米，同时还将探测月球物质成分、月壤特性以及地月与近月空间环境。嫦娥二号卫星开展的月球科学探测将在我国后续探月工作中发挥重要作用，可有效促进深空探测领域的发展。

　　嫦娥二号卫星由10大分系统组成。根据新的任务要求，系统总体及热控分系统等进行了重新设计，8个分系统在充分继承嫦娥一号卫星状态基础上进行了局部设计修改，而技术试验和有效载荷这两个分系统则集中了全部的新研软硬件产品，并进行了全新设计。

　　打造“直达天梯”.如果把嫦娥二号比作一个在严酷环境中需要完成一系列高难度动作的杂技演员，那么能否顺利进入地月转移轨道就是摆在她面前的第一道难关。根据地月日的运动规律，卫星进入地月转移轨道的窗口时间非常短，如果星箭分离时卫星没有准确进入地月转移轨道入口，那么就需要对卫星轨道进行调整，会使卫星上的燃料提前消耗，如果偏差过大，将影响后续任务的执行。为此，卫星系统和火箭系统两大系统互相配合，携手合作，经过多次反复核算，最终设计出火箭的发射轨道，为“嫦娥奔月”打造了一架快捷方便的“直达天梯”.

　　确保精准“刹车”.点火发射后，“嫦娥二号”乘坐着“直达电梯”向月宫飞奔而去。如果她跑的用力过猛，来不及及时刹车，就不能成为月球卫星。“刹车”力量不够会造成卫星飞出月球的引力范围，而不能被月球捕获；“刹车”力量过大，卫星就会撞上月球，后果不堪设想。为了能够让卫星顺利进入100公里×100公里的工作轨道和100公里×15公里的环月轨道，设计人员进行了极其精确的分析求解，并建立了相关的数学模型，反复确认相关系统间的接口关系。经过一轮轮反复的讨论和计算，他们终于找到了控制精度的有效方法，精准“刹车”难题迎刃而解。

　　增加全新技术试验分系统。“嫦娥二号”与“嫦娥一号”相比，最大的一个不同就是新增了一个分系统--技术试验分系统。这个分系统主要用于实现星地X频段测控体制验证，并试验降落相机等相关技术，为二期工程进行先期验证和技术储备。按要卫星研制节点，这个分系统必须在最短的时间内完成方案设计、初样和正样产品的研制，才不至于影响整个任务的进度。任务紧迫，技术试验分系统的攻关小组开始了与时间的角力。资料室、互联网、设计室、单机生产厂，设计师们辗转奔波，经过无数次的计算、论证、推翻，再计算、再论证……一个个技术难题终于逐一攻破。

　　国内首次应用X波段测控体制。嫦娥二号卫星拥有多项新技术，其中相当一部分为首次上天试验，X波段测控体制就是其中的代表。目前，我国卫星中尚无星地X波段测控体制应用的实践，与国内主要使用的S频段测控体制相比，它有着传输速度高、信号衰减小、负载数据多等优点。但是它同时又面临着设计、器件和工艺等一系列技术难点。设计人员们并没有被困难吓倒，而是直面挑战，经过通宵达旦的攻关，终于在最短的时间内拿出了解决方案。

　　配置“冷暖空调”.由于轨道的变化，嫦娥二号卫星在运行过程中将面临300℃左右的冷暖温差。如何抗拒来自太阳光的高温照射，又如何抵御冰点以下的寒冷？由“嫦娥二号”热控系统的设计团队妙手设计的卫星防辐射覆膜大显神通。这个由13层薄如蝉翼的覆膜组成的金灿灿的外衣，有着特殊的结构，可以传导星内的热量，有效形成星内热平衡环境，“嫦娥二号”穿上它，就如置身在四季如春的空调间。

　　设计“动静相宜”的微小相机。为了在卫星发射升空后能从太空中拍摄清晰的地球图像，同时也为了快速清晰地获取月球表面图像，嫦娥二号卫星上面安装了四个集成了光、机、电、热等先进技术的微小相机。设计人员采用了CMOS图像传感器，并针对嫦娥二号卫星的需求，主动展开攻关，独辟蹊径，“短、平、快”地完成了相机研制。

　　经过两年多的攻关，嫦娥二号卫星的研制工作取得了突破性进展。在嫦娥奔月梦圆的交响曲中，奏响了振聋发聩的最强音。

　　 长三丙研制：严慎细实精准送“嫦娥”

　　发射嫦娥二号卫星的长征三号丙运载火箭，是“长三甲”系列火箭家族中的一员，由中国航天科技集团公司一院抓总研制。与其他运载火箭相比，它虽然没有身经百战的经历，但其身出名门继承成熟技术，具有技术性能先进、可靠性高、运载能力适中、适应能力强等特点，这使它成为执行“嫦娥二号”任务的首选火箭。

　　长征三号丙火箭在继承了长征三号甲火箭和长征三号乙火箭的成熟技术和成熟产品基础上，进行了大胆的创新。长征三号丙火箭是我国首枚非轴对称构型运载火箭。为了满足不同发射市场的需求，长征三号丙火箭在研制之初，其发射能力即定位为介于长征三号甲和长征三号乙火箭之间，为了实现这一目的，设计师采取了在长征三号丙火箭芯一级Ⅱ、Ⅵ象限上捆绑两个助推器的设计。在此之前，我国的火箭不是没有助推器，就是有带对称的四个助推器，长三丙火箭采用两个助推器，这在我国是首创。

　　伴随这一革新，火箭总体设计人员面临的是一系列技术上的变化和前所未有的挑战，总体原始参数要变、气动特性要重新确认、发射弹道、姿控总体、载荷设计、环境条件等一系列的因素都要重要衡量与考核。作为我国第一枚结构外形非全对称的大型运载火箭，长三丙火箭面临最大的考验是飞行过程中的平衡问题。为了解决这一难题，设计师们根据多年研制经验，反复分析研究，多次探讨和试验，对一级尾段进行了重新设计，实现了捆绑两枚助推器，并安装两枚尾翼的要求，从而增大了火箭的安全余量。与此同时，在设计师们刻苦攻关、呕心沥血、不懈努力下，由火箭构型变化带来的一系问题也逐渐迎刃而解，并在非轴对称运载火箭研制方面取得了8项技术突破。

　　作为长征三号甲系列火箭中的重要一员，长征三号丙火箭的研制成功标志着长征三号甲系列火箭终于形成了一个完整的系列，构成了我国高轨道运载能力最大、适应性最强的火箭群体。长征三号丙火箭的研制成功也使我国高轨道运载能力的分布梯度更加合理，提高了长征系列运载火箭在国际卫星发射服务市场的竞争力，为我国航天事业的进一步发展创造了更好的条件。长征三号丙火箭的研制成功为我国非轴对称构型运载火箭的发展奠定了技术基础，摸索出了一套行之有效的设计方法，开辟了一条新的发展之路。

　　相比嫦娥一号任务先将卫星发射到地球附近的过渡轨道，再经过卫星自身多次调整进入地月转移轨道--奔月轨道，嫦娥二号任务是由运载火箭将卫星直接送入近地点200公里、远地点38万公里的地月转移轨道。这对运载火箭提出了新的要求，推力要求更大，入轨精度和控制精度要求更高，特别是地月转移轨道发射技术是嫦娥二号工程研制的关键技术，也是中国航天史上首次实现这一技术。

　　为此，与上一发“长三丙”火箭相比，此次执行任务的“长三丙”共有33项技术状态变化。33项技术状态变化中，有17项属于箭上技术状态变化，16项为地面技术状态变化。

　　质量是火箭的生命，也是发射成功的根本保证。这是航天人多年来总结出的经验。对此，在高密度发射中执行任务的火箭发射试验队更是不敢懈怠。

　　针对“长三丙”火箭此次执行的特殊任务，火箭研制队伍在质量管理上采取了严上加严措施，充分辨识和防范风险。从元器件环节，“长三丙”火箭执行了严格的质量控制，在同批次产品中筛选优质产品装箭，确保用质量最好的产品执行嫦娥二号任务。

　　为了确保长三甲系列火箭型号研制生产中发生的质量问题归零措施在这发火箭上得到有效落实，型号组织对长三甲系列火箭2007年10月至今发生的质量问题以及其他型号近期发生的质量问题，全部进行举一反三，采取了必要的改进措施。

　　针对此次火箭发射只有连续三天的三个发射窗口的特点，设计师系统增加了测试的强度，加严考核，单机通电时间比以往火箭增加了20小时以上。控制系统对每个发射窗口的软硬件进行了系统考核。在出厂测试中，增加总检查14次，增加分系统测试项目28项，全面考核了火箭在发射窗口期间的软硬件产品技术状态。

　　“长三丙”火箭进场后，发射试验队紧密围绕发射场测试、发射工作这一主线，以及确保嫦娥二号卫星“准时发射”、“准确入轨”的工作目标开展质量工作。

　　在发射之前，发射试验队还开展了“双想”活动，主要从技术状态、功能特性、操作项目、预案措施、“九新”带来的风险等方面展开。

　　发射试验队重点围绕技术状态变化在发射场落实、火箭最终状态确认以及五个百分之百在发射场落实情况等3个主题，开展16项专题复查，确保运载火箭系统在嫦娥二号任务飞行试验中“不留隐患、成功发射、准确入轨、万无一失”.

　　协作单位：通力合作奏凯歌

　　探月工程是一项庞大的系统工程，不仅需要全国多个部门、单位的通力协作，也需要中国航天科技集团公司内部多家单位的通力协作。除总体研究院外，嫦娥二号卫星和长征三号甲运载火箭的研制得到了配套单位的大力支持。

　　集团公司六院承担了运载火箭发动机的研制任务，九院承担了电子元器件、箭上计算机等的研制任务，四院承担了星载压力传感器研制任务，七院承担了火工品研制任务……

　　嫦娥二号顺利飞天，不仅在中国航天事业的第三座里程碑上写下了精彩的一笔，而且再一次谱写了社会主义大协作的胜利凯歌。（中国航天报记者 索阿娣 刘斐 通讯员 庞丹 戚雪飞） (来源：人民网-科技频道)