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第A04版:嫦娥追月 上一版3  4下一版
他们是探月两大主角
      
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他们是探月两大主角
一级发动机 一级燃料箱 一级氧化剂箱 二级主发动机 二级燃料箱 二级氧化剂箱 二、三级间段 液氢箱 卫星支架 助推器发动机 稳定翼 助推器燃料箱 助推器氧化剂箱 一、二级间杆系 二级游动发动机 箱间段 三级发动机 液氧箱 仪器舱 卫星 整流罩

中国运载火箭技术研究院总体设计部高级工程师李聃说,长征三号甲系列火箭一共有3种构型,包括长征三号甲、长征三号乙和长征三号丙,采用了系列化和组合化的设计。长征三号甲系列火箭的电气系统的单机、发电机这些基本可以通用,差别在于长三乙是在长三甲的基础上捆绑了4个助推器,长三丙是在长三甲的基础上捆绑了2个助推器,这是外形上的区别。

从运载能力上看,长三甲火箭的标准地球同步转移轨道运载能力是2600公斤,长三乙是我国目前最大的高轨道运载火箭,它的运载能力达到了5500公斤。长三丙的运载能力达到了3800公斤。

为什么嫦娥二号选择长三丙火箭呢?李聃说,主要是因为嫦娥二号的起飞重量是2480公斤,不必使用长三乙;但嫦娥二号要直接进入地月转移轨道,而长三甲的运载能力不足以把卫星送入地月转移轨道,所以最后选择使用长三丙。

李聃说,长三丙火箭2008年首飞,目前已进行了4次发射,均非常成功。“不过,后续的嫦娥三号,我们会使用捆绑了4个助推器的长三乙火箭。”

长三丙运载能力达到3800公斤

嫦娥二号将试验探月工程二期部分关键技术,进一步深化月球科学探测。此外,在嫦娥一号的基础上,嫦娥二号改进了有效载荷性能,提高了对月科学探测精度,完成4类科学探测,即获取更高精度月球表面三维影像,分辨率由嫦娥一号的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。

嫦娥二号拍的图片分辨率提高至优于10米

嫦娥二号首次使用高灵敏度X频段深空应答机技术

与嫦娥一号使用的S频段相比,嫦娥二号首次使用X频段。探月二期工程将采用X频段测控体制,嫦娥二号对此体制将进行先期验证。

目前,国内型号中尚无星地X频段测控体制应用的实践,X频段深空应答机的研制涉及设计、器件和工艺等一系列难点,将重点解决低信噪比的载波捕获与跟踪以及在解调损耗紧张、低信噪比条件下保持较高的灵敏度等关键技术。其难点主要有两个方面:一是低信噪比下的载波捕获跟踪算法,二是小型化、低功耗设计技术。

为此,设计人员采取了以下措施进行解决,一是进行低信噪比下的载波捕获数字处理算法的仿真验证,采用数字基带处理技术,采用FPGA+DSP的框架,在保证精简电路同时,提高系统设计灵活性;二是单机、分系统联试及星地对接试验全面验证。

嫦娥二号轨道设计有四点变化

一是嫦娥一号是由运载火箭送入环绕地球的椭圆轨道,再利用卫星自身推力进入地月转移轨道,而嫦娥二号则是由运载火箭直接送入地月转移轨道;

二是近月制动点轨道高度由嫦娥一号的200公里变为嫦娥二号的100公里;

三是环月轨道由嫦娥一号的200公里变为嫦娥二号的100公里;

四是嫦娥二号将把轨道高度降低至100公里×15公里,对目标区域进行成像。

轨道变化将给嫦娥二号带来一系列影响

与嫦娥一号200公里×200公里轨道不同,嫦娥二号的环月轨道调整为100公里圆轨道、100公里×15公里椭圆轨道。

这一轨道变化对卫星总体设计、各分系统适应性方面将带来全局性影响。相比200公里×200公里轨道,低轨道飞行会带来更大的红外热流和月球摄动影响,对轨道预报、轨道控制、测定轨精度提出了更高的要求,也对星上热控、GNC、供配电等分系统带来影响。在系统总体设计方面需调整飞行程序,协调与运载火箭系统、测控系统、地面应用系统间的接口。在适应性修改方面,需适应性调整热控设计、扩大紫外敏感器视场、设计飞行程序,核算功率平衡、定向天线指向和传输时间等。

针对轨道变化带来的一系列难点和风险,嫦娥二号在设计和验证环节主要采取了五方面措施加以保证:一是模飞验证及星地无线联试;二是轨道设计专题控制;三是轨道第三方复核;四是系统充分协调沟通;五是飞行程序分阶段安排4次评审。

嫦娥二号上面安装了四个微小相机

与嫦娥一号携带的CCD立体相机不同,嫦娥二号卫星安装了3台监视相机与一台降落相机。3台监视相机即490N发动机监视相机、定向天线监视相机及太阳翼监视相机。

相机通过系统优化设计可做到手掌大小,重量仅三四百克,集成了光、机、电、热等先进技术,能够承受卫星发射过程的强烈力学冲击,并能在恶劣的太空环境下使用。相机集成了自动拍摄、实时图像压缩等智能操作,具备“动静相宜”的拍摄能力,并能做到长寿命、高可靠。

嫦娥二号GNC(制导导航与控制)系统有三大创新

嫦娥二号GNC产品在主要继承嫦娥一号的基础上,通过软、硬件的修改,实现了三大技术创新:一是通过紫外敏感器的软、硬件修改,实现了近月与环月的辅助导航;二是通过GNC软件升级,实现了更加灵活的轨道控制,可以实现非测控区的轨道控制,并可在变轨后当圈进入对月定向;三是实现了载荷与敏感器互用,紫外敏感器增加了拍图与传图功能,能够拍摄月球的130米分辨率的紫外图像,并能覆盖月面80%以上的区域。

关键技术不同

频段不同

轨道设计不同

轨道高度不同

携带相机不同

制导导航与控制不同

它们是探月两大主角

力士冲天

举重3800公斤

主角二:嫦娥二号卫星

天外飞仙 带着4台相机

文图均据新华社

      
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