在月球上“镌刻”中国纪录
———写于嫦娥一号卫星成功进入月球轨道时
北京时间11月7日上午8点34分,嫦娥一号成功实施第三次近月制动,卫星顺利进入工作轨道。嫦娥一号卫星发射后,经历了四次变轨、一次中途修正和三次近月制动,并于7日正式开始科学探测活动。
11月7日上午8时34分,嫦娥一号卫星完成第三次近月制动,成功进入距月面高度200公里、周期127分钟的工作轨道。
这是科学家为嫦娥精心挑选的“工作岗位”,在这条距月面200公里的圆形轨道上,嫦娥将昼夜不停地辛勤工作一年。
嫦娥一号卫星发射后,经历了四次变轨、一次中途修正和三次近月制动,才正式开始科学探测活动。
此前,经过10多天的漫长旅程,11月5日11时37分,随着第一次近月制动的成功完成,“嫦娥一号”终于顺利进入月球轨道,成为中国首颗月球卫星。
从此,嫦娥凭借她那长长的袖子和精湛的舞技,成为了广寒宫中中国人与月亮沟通的美丽使者。
距地球38万公里,距月球200公里,总行程近200万公里……随着嫦娥一号卫星五日成功进入月球轨道,这一系列数字再次记录了中国航天计划的新高度。
11月5日11时15分,嫦娥一号卫星如期抵达第一个近月制动点。
这时,“嫦娥”就需要减速、刹车,也就是“刹车”,这样才能被月球引力捕获,抛入月球的怀抱,成为一颗围绕月球飞行的卫星。
11时37分,近月制动成功,速度定格在2.06公里/秒,这一数字确保卫星既不会飞出月球引力范围,也不会直接撞击月球,为嫦娥一号开启绕月飞行的大门画上了圆满的句号。
在北京航天飞行控制中心的模拟显示屏上,嫦娥一号依偎在银白色的月球上,与她的出发点——远处蓝色的地球一起,在屏幕上形成一幅壮观的“星月合相”画面。
嫦娥一号卫星成功“刹车”后,由地月转移轨道进入月球椭圆轨道,近地点约200公里,远地点8600公里,周期为12小时。
从这一刻起,嫦娥一号成为了一颗真正意义上的月球卫星。
11月6日,嫦娥一号卫星成功实施第二次近月制动嫦娥卫星模拟,卫星速度进一步降低,卫星轨道远地点高度由8600公里降至1700公里,卫星进入3.5小时轨道,并在此轨道上运行7次。
据悉,第二次近月制动的主要目的是进一步降低嫦娥一号的飞行速度,使其进入“过渡”轨道,为卫星最终进入工作轨道做好准备。嫦娥一号卫星一共进行了三次近月制动,制动次数都是根据卫星发动机推力设计的。这样不仅可以减少每次控制量,还可以有效节省卫星携带的燃料,延长卫星使用寿命。
国家航天局局长孙来燕激动地说:“从发射到绕月,嫦娥一号卫星的表现可以用两个字来形容:完美!绕月飞行,标志着月球探测工程取得了阶段性胜利,也标志着中国航天正式开启深空探测新时代。”
进入月球轨道,为嫦娥一号最终进入“任务轨道”开展科学探测奠定了坚实的基础。也表明我国已经具备了对距离地球38万公里的卫星进行精确测控的能力,标志着我国航天测控水平取得新突破。已经发射了100多颗人造地球卫星和6艘“神舟”飞船的中国,如今又有了第一艘绕月飞行的航天器,开始了首次绕月飞行。
“嫦娥”跋涉万里,却没有表现出一点风霜的疲惫和劳累,只听到她传来的好消息,看到她翩翩起舞的姿态。
在整个月球飞行过程中,嫦娥一号系统表现良好,仅进行了一次修正,达到了预期目标;到目前为止,148项故障对策均未实施。中国国家航天局新闻发言人裴照宇表示,对每个参数追求精益求精,确保了控制精度。
按照飞行计划,嫦娥一号卫星在114个小时的月球之旅中将安排三次左右的中途修正,确保卫星在数十万公里的旅程中准确飞向月球。

不过,原定于11月1日10时25分左右进行的嫦娥一号卫星第一次中途修正,由于卫星轨道“非常精确”,因此不再进行。11月2日修正后,原定于4日进行的中途修正也被取消。理由是,2日嫦娥一号卫星第一次中途修正“控制得非常精确”,因此原定于4日进行的中途修正,无需再次进行。
北京航天飞行控制中心轨道室主任唐格诗十分激动,“由于地月转移轨道入轨点精度要求非常高,卫星很难经过一次轨道控制就达到要求。此前一些国家和地区在发射月球探测器时,要实施多次中途修正。而嫦娥一号卫星仅经过一次修正就达到了预期目标,这表明我国卫星轨道确定与控制技术又迈上了新的台阶。”
据悉,嫦娥卫星的设计十分复杂,因此它的整个控制也十分复杂。从起飞到准确绕月进入目标轨道,嫦娥卫星需要进行多达八次的轨道控制,每一次控制都是一次考验。为了控制好嫦娥卫星,不仅要制定正常的飞行控制程序,还要应对各种情况下可能出现的问题和复杂情况。科学家针对84种故障模式制定了148条故障应对措施流程,确保在任何情况下,无论是正常还是异常,科学家都能对卫星实施可靠有效的控制,确保卫星飞控安全。
北京航天飞行控制中心副主任马永平介绍,嫦娥卫星质量非常好,目前没有实施任何应急预案。
嫦娥一号自10月24日发射成功以来,已飞行十余天,其间它的曼妙舞姿给人们留下了无尽的回味和阵阵掌声。
10月24日18时05分,嫦娥一号卫星成功发射,1473秒时星箭成功分离,18时30分左右传来数据,卫星以近8公里每秒的速度进入太平洋上空预定大椭圆轨道。
10月30日17时40分,嫦娥一号卫星抵达48小时绕轨远地点,距地面12万公里,创下我国航天器飞行测控新纪录。
嫦娥一号卫星发射后,进行了一次远地点变轨和两次近地点变轨,轨道周期由原来的16小时变为24小时和48小时。进入48小时周期轨道后,开启太阳风离子探测器和太阳高能粒子探测器嫦娥卫星模拟,收集数据,探测环境。
在中国此前发射的航天器中,2003年12月发射的探索一号卫星创造了飞行时间最长的纪录,最大距离达到距地面约8万公里。
这期间,北京航天飞行控制中心各项数据计算结果表明,卫星轨道与理论轨道基本一致,各卫星系统状况良好。
10月31日17时15分,飞行在南太平洋600公里上空的嫦娥一号卫星接到地面变轨指令,卫星底部发动机随即点火。与此前三次加速变轨相比,这一次的变轨难度最大。推力490牛顿的发动机要连续点火10多分钟留学之路,才能让重达2300多公斤的“嫦娥”号的飞行速度从每秒8公里提高到每秒10.58公里以上——这是嫦娥一号卫星进入地月转移轨道的最低速度。
公里!783秒后,大屏幕上不断闪动的数字定格在了能够确保“嫦娥”号飞行轨道与月球轨道相交的数字上,嫦娥一号卫星成功进入地月转移轨道,开始向“广寒宫”飞行。
北京航天飞行控制中心总工程师王业军介绍说,这次变轨是嫦娥一号卫星绕月飞行过程中最关键的环节之一,直接关系到卫星能否顺利进入地月转移轨道并与月球交会。这种卫星变轨在我国航天测控史上尚属首次。
从具有中国特色的轨道设计,到首次联合使用我国航天测控网、天文测量网和国外航天测控网“三位一体”,从火箭成功发射到卫星顺利入轨,从原计划三次轨道修正减为一次到如今准确抵达月球,嫦娥一号的飞行历程可谓完美无缺。
历经万里跋涉,“嫦娥”终于成为一颗真正的月球卫星,登上了中国航天征程的新高度,也从地球到月球刻上了中国的印记。
嫦娥一号还将面临三大测控重要任务
据新华社报道(记者田照云白瑞雪)“嫦娥一号卫星进入工作轨道后,还有三项关键测控任务需要完成。”月球探测工程副总设计师陈秉忠在接受新华社记者采访时说,“这三项关键测控任务分别是姿态建立、链路平滑、轨道测量与保持。只有完成这些任务,才能保证卫星有效开展各项月球科学探测活动。”
“进入工作轨道后,嫦娥一号首先要在地面测控系统的控制下,尽快建立绕月运行所需的姿态”,陈炳忠说,“只有调整建立所需的运行姿态,使卫星载荷面向月球,才能进行月球探测。第二个关键测控任务是调整卫星定向天线的方向,保持卫星与地面的通信链路畅通,以便及时将卫星采集、探测到的各种数据和信息传回地面。”
谈及最后一个关键测控任务时,陈炳忠说,“嫦娥一号卫星进入工作轨道后,受多种因素影响,轨道高度会逐步降低,这就需要我们在卫星运行过程中时刻对卫星进行跟踪测量,实施高精度定轨与控制,确保其始终能在设计的工作轨道上运行。”


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