作為中國探月工程二期的先導(dǎo)星，嫦娥二號將飛向月球，執(zhí)行二期工程部分關(guān)鍵技術(shù)試驗和繼續(xù)月球科學(xué)探測研究的任務(wù)。
與三年前的嫦娥一號飛行相比，這次任務(wù)有什么不同？組成工程的各系統(tǒng)發(fā)生了什么樣的變化？來自探月工程五大系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人對此作出全方位解讀。
衛(wèi)星：“探路先鋒”與月球更“親近”
【記者觀察】中國空間技術(shù)研究院研制的衛(wèi)星，加上中國科學(xué)院研制的有效載荷，共同組成了“嫦娥二號”衛(wèi)星系統(tǒng)。金黃色的立方體外表，很有些科幻味道。這顆被航天人稱為“嫦娥二姑娘”的衛(wèi)星跟嫦娥一號大小完全相同，與大多數(shù)地球同步軌道衛(wèi)星和“神舟”飛船相比，則嬌小得多。
【專家解讀】如果說嫦娥一號是為中國人開啟通往月球之路的鑰匙，嫦娥二號就是實現(xiàn)最終目標(biāo)的又一“探路先鋒”。嫦娥二號衛(wèi)星總設(shè)計師黃江川介紹，僅從工程角度而言，這顆衛(wèi)星的主要任務(wù)是驗證距月面100公里近月制動的月球軌道捕獲技術(shù)、驗證100公里×15公里軌道機動與飛行技術(shù)等6項關(guān)鍵技術(shù)。
沿著科學(xué)家們設(shè)計的奔月“快速路”，嫦娥二號不再像嫦娥一號那樣在環(huán)繞地球的橢圓軌道上“逗留”數(shù)天，而是直接從地月轉(zhuǎn)移軌道飛向月球，奔月時間從12天縮短為5天。黃江川說，除此之外，這顆衛(wèi)星環(huán)月飛行的高度由嫦娥一號的200公里變?yōu)?00公里，距月球更近。在軌工作期間，它還將降軌至15公里高度，對嫦娥三號備選著陸區(qū)進(jìn)行拍攝。
這顆衛(wèi)星的設(shè)計壽命是半年。對于半年之后它的“歸宿”，黃江川說，落月、飛到更遠(yuǎn)的星空或是飛回地球軌道，需要在它在軌運行進(jìn)行到一定階段時才能決定。
火箭：新“搭檔”瞄準(zhǔn)“移動靶”
【記者觀察】同樣來自中國運載火箭技術(shù)研究院，長征三號丙就像“金牌火箭”長征三號甲的孿生兄弟，只是多出兩個助推器，如同兩枚尾翼鑲嵌在芯一級底部——這種“非全對稱”式的外形，在“長征”系列火箭里是唯一的。這一結(jié)構(gòu)上的變化，把火箭的運載能力從2.65噸提升到了3.8噸。
作為嫦娥衛(wèi)星的新“搭檔”，這枚火箭在嫦娥飛行中的“亮相”同樣短暫：天氣晴好的話，肉眼能看到發(fā)射后約146秒時的一二級分離；云層如果過厚，火箭僅幾秒鐘就會“消失”在人們的視線里。它的結(jié)局與“前任”也是相似的：在完成把衛(wèi)星送入預(yù)定軌道的任務(wù)后，火箭將以自我犧牲的方式墜落。
【專家解讀】之所以改用長征三號丙火箭作為嫦娥二號衛(wèi)星的運載工具，是為了實現(xiàn)工程的第一項目標(biāo)：突破火箭直接將衛(wèi)星發(fā)射至地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射技術(shù)?？s短衛(wèi)星的奔月路程和時間，看上去是多“送”了衛(wèi)星一程，其實是以更大的推力給了衛(wèi)星更高的初始速度。
火箭系統(tǒng)總指揮岑拯說，軌道的特殊性要求更嚴(yán)格的發(fā)射窗口。通訊衛(wèi)星幾乎每天都有發(fā)射機會，嫦娥二號一年中卻只有幾天能夠發(fā)射，因此，確保準(zhǔn)時發(fā)射對于火箭至關(guān)重要。為此，火箭工作人員在確保設(shè)計質(zhì)量正確、確保地面試驗充分、確?；鸺c各大系統(tǒng)結(jié)合協(xié)調(diào)上下足了工夫。同時，火箭還對遙測參數(shù)、延時存儲器等進(jìn)行了調(diào)整，以滿足“嫦娥二號”衛(wèi)星精確入軌的要求。
“這是我們第一次執(zhí)行到地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射任務(wù)。如果說以往的發(fā)射是打固定靶，這次就是打移動靶?！贬f。
發(fā)射場：“零窗口”一如既往
【記者觀察】這是中國人已經(jīng)熟悉的一幕：乳白色的火箭乘著橘紅色的火焰騰空而起，背景或是大漠孤煙，或是青山夕陽。后一種畫面，就是西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的發(fā)射場。發(fā)射嫦娥二號的是二號塔架。以其97.7米的高度和發(fā)射長三甲系列火箭的全覆蓋能力，這座建于1990年的發(fā)射架被稱為“亞洲第一塔”。距離二號塔直線距離150多米處，矗立著曾把嫦娥一號送上天的三號塔架。這兩座塔架已經(jīng)成為西昌著名景點。
【專家解讀】發(fā)射場是嫦娥衛(wèi)星飛天的港灣，也是火箭、衛(wèi)星的“體檢中心”和“加油站”。發(fā)射場系統(tǒng)總指揮李尚福說，為確保嫦娥二號發(fā)射成功，發(fā)射場進(jìn)行了包括更新測量雷達(dá)、更新遙測系統(tǒng)、改造光學(xué)儀器、優(yōu)化加注系統(tǒng)等在內(nèi)的上百項技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高了可靠性和整體發(fā)射能力。
與嫦娥一號一樣，嫦娥二號發(fā)射瞄準(zhǔn)的是“零窗口”。李尚福說，在35分鐘的窗口時間內(nèi)，“零窗口”發(fā)射能比按照窗口后沿發(fā)射節(jié)省180公斤衛(wèi)星燃料。對于所攜燃料僅1300多公斤的嫦娥二號衛(wèi)星來說，這一點彌足珍貴。
測控：讓“風(fēng)箏”飛得更遠(yuǎn)
【記者觀察】北京航天飛行控制中心、西安衛(wèi)星測控中心、遠(yuǎn)赴大洋的海上測量船、建于南美測控站以及歐洲空間局所屬測控站……北京飛控中心指控大廳長12米、寬4米的巨幅顯示屏上，測控系統(tǒng)的各單元構(gòu)成了一幅完整的畫面。90多臺工作臺加上身著藍(lán)色防靜電工作服的工作人員，又是一個數(shù)字化的方陣。
【專家解讀】精確測軌和準(zhǔn)確的軌道控制，是嫦娥二號測控的最大難點。增加一艘遠(yuǎn)洋測量船、優(yōu)化軌道控制策略、研制S/X頻段統(tǒng)一測控系統(tǒng)、改造青島站和喀什站……測控系統(tǒng)的種種改進(jìn)，都是圍繞這一點。同時，測控系統(tǒng)預(yù)設(shè)了衛(wèi)星入軌異常、變軌未能實施或滯后實施、發(fā)動機故障等共106種預(yù)案故障模式，制定了153種故障處理對策。
更令人矚目的是嫦娥二號肩負(fù)的一項重要任務(wù)——驗證對嫦娥三號至關(guān)重要的X頻段測控技術(shù)。
“X頻段具有頻率高、傳輸帶寬寬等特點，是未來深空探測的主用頻段。”測控系統(tǒng)總設(shè)計師錢衛(wèi)平介紹說，在嫦娥二號衛(wèi)星上搭載X頻段應(yīng)答機，與中國X頻段地面測控設(shè)備配合驗證X頻段測控體制，將為嫦娥三號任務(wù)積累測控經(jīng)驗，為未來更遠(yuǎn)的深空探測奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
“有了這個頻段，我們可以用更小的設(shè)備、更低的功率傳輸更多的數(shù)據(jù)，可以走得更遠(yuǎn)。”錢衛(wèi)平說。他同時透露，中國深空測控網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)啟動，未來幾年，將具備承擔(dān)太陽系內(nèi)航天器測控任務(wù)的能力。
“飛行器是風(fēng)箏，測控通信系統(tǒng)是風(fēng)箏線，我們地面控制人員就是放風(fēng)箏的人?！卞X衛(wèi)平說。
地面應(yīng)用：給月球來個“特寫”
【記者觀察】走進(jìn)嫦娥二號任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)的總部——國家天文臺運控中心，如同走進(jìn)破譯嫦娥衛(wèi)星“密碼”的“大腦”。從開始奔月起，嫦娥二號獲得的探測數(shù)據(jù)就源源不斷傳輸?shù)竭@里。它們結(jié)出的科學(xué)之果，會被這里的科學(xué)家們毫無保留地捧到中國和世界的公眾面前。廣場上那座精鋼雕塑所展示的，正是這個再次被人們關(guān)注的話題——“嫦娥奔月”。
【專家解讀】獲取月球表面三維影像、探測月球物質(zhì)成分、探測月壤特性、探測地月與近月空間環(huán)境……嫦娥二號的科學(xué)探測任務(wù)，似乎與嫦娥一號并無明顯區(qū)別。但，探測的內(nèi)容更多了，精度更高了。
地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮劉曉群說，針對這個目標(biāo)，置于嫦娥二號衛(wèi)星平臺內(nèi)的有效載荷發(fā)生了多處變化。嫦娥一號有效載荷8種，嫦娥二號則為7種。盡管嫦娥一號原有的干涉成像光譜儀被取消，但嫦娥二號的激光高度計、X射線譜儀等進(jìn)行了適應(yīng)性改造。
與嫦娥一號到達(dá)近月軌道才打開有效載荷所不同的是，嫦娥二號更加“勤奮”，一邊奔月一邊展開有效載荷工作，從而更好地探測地月空間環(huán)境。而地面數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)接收速率的提高，則為預(yù)計比嫦娥一號更多的數(shù)據(jù)建立起了一條更為順暢的傳輸通道。
嫦娥二號所攜CCD相機的分辨率有了量級性提高，從120米提高至優(yōu)于10米。劉曉群說，嫦娥一號拍下了中國人的第一幅月球全圖，距月球更近的嫦娥二號必將獲取更為清晰的月圖，尤其是嫦娥三號預(yù)選著陸地區(qū)的高分辨率圖像。
............ （新華社四川西昌10月1日電）
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