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解读:嫦娥三号为何要在月球背面变轨机动?

2013年12月13日 15:47 来源:中国航天报 参与互动(0)

嫦娥三号变轨时的指控大厅。

  12月11日,在嫦娥三号成功实施降轨后的第二天,中国航天科技集团公司飞控试验队的队员们对嫦娥三号着陆器上的导航敏感器进行了开机检查,确保这些在奔月旅程中没有工作过的敏感器状态正常,他们将在动力下降过程中作为着陆器的“眼睛”,对精准避障起到非常关键的作用。

  用“一切顺利”、“正常”来概括飞控试验队这些天的伴飞工作再恰当不过,而降轨当天的北京航天飞行控制中心却和平时不太一样。

  12月10日21点20分,嫦娥三号变轨发动机点火,几十秒后,发动机关机。整个过程从开始到结束,飞控试验队里都静悄悄的,既没有人下发指令,也没有人宣布变轨结果,完全不像是刚刚完成了一次重要的变轨动作。

  原来,此次变轨是在月球背面实施的,也就是说,嫦娥三号进行变轨动作时,地面飞控人员无法实时对其进行遥测遥控。

  21点24分,嫦娥三号重新回到了月球正面。

  “发现目标!”指控大厅里传来地面技术人员的声音。

  话音未落,所有的飞控试验队员和专家组成员都迅速聚集在了两排电脑屏幕前,电脑上正更新着嫦娥三号的最新状态数据。

  根据地面测控站监视数据分析判断,嫦娥三号已顺利进入100公里×15公里的椭圆轨道。“探测器工况正常,后续工作按正常飞控计划实施。”一阵热烈的掌声随即响起。

  “蒙面耍飞刀”,是试验队员们对这次变轨动作玩笑而又形象的概括,从中也不难看出这次任务的难度。

  事实上,不论嫦娥三号是否在测控弧段内,地面飞控人员都需要提前向其注入调姿和变轨参数,再由嫦娥三号自主完成变轨动作。但在可以实时遥测遥控时,一旦飞行器发生意外状况,飞控人员可以根据故障预案快速处置并实施干预,从而提高变轨动作的可靠性指数。

  此次降轨之后,嫦娥三号的运行轨道近月点高度只有15公里,如果变轨过程出现了问题,探测器很有可能撞上月球,更重要的是,等飞控人员可以重新监测到嫦娥三号的工作状态时,变轨动作早已结束。因此,尽管两种变轨模式的技术方式没有差别,但飞控人员的心理感受却完全不同。事实证明,嫦娥三号各系统再一次凭借其稳定、可靠,交上了一份完美的“答卷”。

  那么,嫦娥三号为什么要在月球背面进行变轨动作?据介绍,整个探测器的飞行程序是一个整体,受到很多条件的制约,因此,变轨的时间和变轨的位置需要综合考虑,从而实现任务整体的最优效果。

  具体来说,嫦娥三号从100公里×100公里的圆轨道变成100公里×15公里的椭圆轨道时,在两个轨道的交叉点,即远月点高度100公里处进行变轨动作是最优方案,而动力下降的起始点是在近月点高度15公里处附近,为了使动力下降在月球正面进行,降轨动作就自然只能在月球背面进行了。(江雪莹 文 张晓祺 摄)

【编辑:高辰】

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