置的变化不断转动,以保持始终对准地球,否则地面站将无法接收卫星发出的信号。
太阳翼帆板是卫星的能量来源,也是影响卫星工作寿命的另一个关键部件。卫星发射时太阳翼处于折叠状态,星箭分离后展开,在卫星飞行过程中还要不断调整方向,以跟踪太阳,使太阳翼获取足够的能量,供卫星完成成像等各项任务。
太阳翼展开及在地、月、星三体运动中保持对日定向的过程比较复杂,较其他系统更容易出现故障,虽然在地面做过充分的试验验证,但仍不能保证在太空中100% 可靠。而第三台监视相机可以拍摄太阳翼展开及工作过程,获取的图像资料供技术人员进行深入研究,对改进太阳翼设计、提高整星可靠性非常有益。
黑白相机寻觅着陆点
实现月面软着陆是探月二期工程的主要目标之一,着陆器在降落过程中将根据图片自主避开不适于降落的地点,“临机决断”选择一块适宜降落的平坦表面。因此,降落相机的性能是影响着陆器软着陆能否成功的一个关键因素。降落相机可根据需要选择清晰拍摄或快速拍摄工作模式对月面拍摄。由于月面目标均为灰色,此相机为黑白相机。嫦娥二号卫星在飞行中将把轨道高度降低到15公里的高度,对这样一台全新设计的降落相机的性能进行实战考验,为将来嫦娥三号的探月征程打好前战。
虽然这四台相机都只有手掌大小,每台重量仅三四百克,看起来与我们平常用的数码相机相差无几,但集成了光、机、电、热等多项先进技术和自动拍摄、实时图像压缩等智能化功能,能应付恶劣的太空辐射、温度环境,能承受发射时的强烈冲击和振动。
运载火箭
“二姑娘”联姻“老三”
嫦娥二号卫星总设计师黄江川介绍,对于月球探测和深空探测的航天器来说,其上天成本甚至是几倍于同重量的黄金。因此,我国要想实现更大重量或者更远距离的空间探测,必须最充分地利用火箭的推力,减少卫星燃料的消耗。
如果把嫦娥二号卫星比作“嫦娥”家族“二姑娘”的话,那么长三丙火箭就是长三甲火箭家族的“老三”。嫦娥二号卫星的发射,实现了“二姑娘”和“三弟”的完美联姻,可谓创造了中国航天器不同家族的传世佳话。他们的这桩“婚姻”,还是探月专家们做的“媒”。
我国发射嫦娥一号卫星使用的是长三甲火箭,它是长三甲火箭家族的“大哥”。嫦娥二号作为绕月探测二期工程的先导星,这就决定了此次发射任务承担着为绕月探测二期工程中的关键技术进行验证的使命,再加上嫦娥二号的重量达到2480公斤,因此,无论是从轨道参数等技术要求还是从载重要求来说,“长三甲”都难以担此重任。而“长三乙”的载重量对于嫦娥二号卫星的发射任务而言,又是一种浪费。在综合了技术方面的新要求和保证经济性、节约经费开支的双重考虑之后,嫦娥二号的发射任务才正式交付到“长三丙”的身上。“老三”的运载能力比“老大”大一些,比“老二”小一些,用它发射嫦娥二号一点不“浪费”。
“移动靶”轨道确定难
地月转移轨道的轨道设计要受到多方面因素的制约,其中主要包括火箭一级落区、测控覆盖范围和地月日三者之间的运动规律。
我国在西昌卫星发射中心发射的火箭,火箭的壳体按规定要落在云南省特定的区域内。在这个区域,已经形成了发射时人员撤离的惯例,对地面人员的安全容易管理。这使火箭在一级飞行时的轨道没有“自由发挥”的余地。
第二个因素是我国发射测控网的限制。测控网主要包括三个部分,一部分是我国陆上建设的测控站,另一部分是可以使用的外国陆上测控站,还有一部分就是测控船。火箭发射时,测控系统要对火箭进行实时测控。因此,其飞行轨道必须处于测控网覆盖的范围内,这对一种新轨道的选择形成了另一个很苛刻的限制。
第三个制约因素来自地月日的运动规律。地月转移轨道要求星箭分离时,卫星必须处在奔月轨道的入口处,否则只有通过卫星机动的方式进行轨道调整,违背了节省卫星燃料的最基本要求。
“发射的时间不同,轨道的入口也不同,同时太阳直射光线的角度也会发生变化。”长三甲系列火箭设计师李聃介绍,“所以,必须严密考虑地月日三者之间的相互关系和运动规律。相比于嫦娥一号卫星发射时的火箭飞行轨道,本次发射由‘固定靶’升级为‘移动靶’,难度自然大大增加。”
运行保障
卫星两面温差300℃
嫦娥二号卫星总设计师黄江川介绍,和嫦娥一号200公里轨道相比,100公里轨道上的热流增加了20%~30%。嫦娥二号卫星在100公里轨道上短期运行后温度升高了15℃左右。因此,嫦娥二号卫星的100公里轨道工作环境将面临100℃左右的高温。为了应对如此高
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