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追踪“嫦娥”的日日夜夜 VLBI系统首次用于航天工程侧记

2007.11.07
11月5日,是一个不同寻常的日子,因为中国拥有了真正意义上的绕月卫星,我国深空探索关键技术之一的工程测轨甚长基线干涉测量(VLBI)系统也首次应用于我国航天工程。
 
VLBI测轨分系统于当日凌晨1:30进场,2:30开始观测精确位置射电源,3:30开始跟踪卫星,4:21向北京送出控前6个小时轨道,7:53送出控前3个小时轨道,一切正在紧张有序地进行着。11:15北京航天指挥中心发出开始轨道制动命令,卫星开始点火,卫星开始逐步转向设计的控后轨道。11点36分22秒,点火结束,嫦娥一号卫星已经被月球“捕获”。嫦娥一号刚刚“刹车”完毕,上海天文台VLBI观测基地和数据处理指挥调度中心响起一片掌声,各位专家相互拥抱,第一时间庆祝“嫦娥”完美奔月。
 
嫦娥一号卫星进入12个小时的轨道后,VLBI测轨分系统和S频段微波统一测控(USB)系统一起,继续跟踪卫星,并确定了控后30分钟的轨道。下午3点,VLBI完成当日对嫦娥一号卫星的跟踪任务。随后进行了3个小时的精确轨道计算。
 
“入轨情况出乎意料地好。”上海天文台台长、VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜笑着告诉记者。虽然在变轨过程中,由于嫦娥一号的姿态和信标位置发生变化,导致VLBI所接收到的信号一度减弱,但减弱后的信号仍在可控范围之内。
 
5日的第一次制动是把卫星的飞行速度从每秒2.4公里降到每秒2.06公里,进入周期为12小时的椭圆环月轨道。6日的第二次制动则将速度降到每秒1.8公里,进入周期为3.5小时的环月轨道,而7日第三次制动的目标是再降到每秒1.59公里,最终进入距月球表面200公里、周期为127分钟的极月圆轨道。在此期间,4个VLBI测站仍将通过高速数据网络,实时将观测数据传送到上海VLBI中心,经过复杂的数据处理后,再将观测结果传送到北京飞控中心,同时在卫星变轨前后,快速进行轨道计算并及时进行预报。
 
在接下去的一年时间内,上海天文台的VLBI数据中心和由上海、北京、昆明和乌鲁木齐4个射电望远镜所组成的VLBI系统仍将对嫦娥一号继续进行观测,并参与卫星的轨道调整工作。
 
按照计划,11月18日左右,嫦娥一号将正式进入月球工作轨道,并绕月运行一年左右。与此同时,VLBI系统将参与卫星后期运行管理,不仅将维持嫦娥一号的运行路线,使其长期工作在距离月球200公里的正负5公里的圆形轨道上,还将为嫦娥一号准确拍摄月球三维地图指引方向。
 
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