嫦娥二号七大有效载荷将全部开机 展开四大科学任务

2010-10-15 09:25 来源: 人民日报
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    “嫦娥二号”探月路线图。(制图:宋嵩 原图:新华社)

  记者10月14日从国家国防科技工业局获悉:当天,嫦娥二号卫星与地面进行了天地通信链路测试。预计在15日,“嫦娥二号”上所有的有效载荷将全部开机,按计划对月球进行深入探测。


与“嫦娥一号”相比,“嫦娥二号”科学数据传输能力翻番

  10月9日11时32分,嫦娥二号卫星成功实施第三次近月制动,顺利进入轨道高度为100公里的圆形环月工作轨道。按照预定计划,嫦娥二号卫星上搭载的有效载荷陆续开始工作,进行科学探测活动。

  到10月13日,包括在奔月行程中打开的3个有效载荷和绕月后打开的有效载荷,嫦娥二号卫星已向地面传回了32G的科学探测数据。

  嫦娥二号任务卫星地面应用系统总指挥刘晓群介绍说,“嫦娥二号”的传输科学数据的能力已是“嫦娥一号”的2倍,从3兆码(3兆/秒)的速率扩展到6兆码速率。他透露,“嫦娥二号”还将试验12兆码的传输能力。这将保证卫星获得的高分辨率数据能够尽快传到地面。

  地面应用系统的专家告诉记者,除了数据传输速率的提高之外,嫦娥二号卫星传输的数据也要多于“嫦娥一号”,这是两颗卫星在科学数据方面的重要区别。

  地面应用系统总设计师李春来说,如果嫦娥二号卫星的月球图要真正达到全月球覆盖,数据传输可能就需要12兆码速率,要求很高。

  另一方面,数据处理的压力也相应增加。嫦娥一号卫星传回的120米的分辨率图像数据,处理就花了很长时间。而“嫦娥二号”的相机分辨率更高,数据量非常大,数据处理将是一个很大的挑战。


七大有效载荷将全部开机,四大科学任务展开

  按计划,嫦娥二号卫星上的七大有效载荷,将在15日全部开机运行,所承担的四大科学任务也将全部开展,包括获取分辨率优于10米的月球表面三维影像、探测月球物质成分、探测月壤特性和最早开展的探测地月与近月空间环境。

  嫦娥二号卫星随身携带了执行探测任务的7种仪器装备:TDI—CCD立体相机、激光高度计、X射线谱仪、γ射线谱仪、微波探测器、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器。

  据专家介绍,有效载荷全部开机,一方面其运行和探测获得的大量科学数据传输,将对地面应用系统形成考验;另一方面,由于卫星需要执行科学任务,有时候需要变换姿势,因此测控系统也需要时刻关注卫星状态,并在必要时修正姿态,保持正常轨道。

  与“嫦娥一号”相比,作为卫星与地球联系的惟一纽带,此次“嫦娥二号”的任务测控系统出现多项新变化。

  北京跟踪与通信技术研究所的测控专家李海涛举例说,“嫦娥一号”测控系统利用2艘远望号测量船即可完成任务,而“嫦娥二号”任务由于采用直接将卫星送入地月转移轨道的发射方案,发射段的测量船数量就需要3艘。

  此外,嫦娥一号卫星携带的CCD相机为自主完成成像,图像分辨率较低,而“嫦娥二号”任务为满足月球虹湾地区高分辨率成像需求,需要地面利用轨道预报生成CCD相机相关参数数据,并注入卫星才能完成成像。


降轨探测,将在距月球15公里处拍摄“嫦娥三号”落月备选着陆区

  100公里环月圆轨道是嫦娥二号卫星的“使命轨道”。正是在这个轨道上,“嫦娥二号”要经历半年的对月科学探测任务。

  专家介绍,“嫦娥二号”将择机降轨,在距离月球15公里处拍摄未来“嫦娥三号”落月备选着陆区,为后续月球软着陆提供精细资料。

  降轨探测将是对嫦娥二号卫星最大的一次考验,也是其最重要的使命之一。按计划,这次“大考”可能在10月底前后进行——

  嫦娥二号卫星在100公里的环月圆轨道上调整并运行一段时间,将在月球背面自主降轨,进入一个近月点15公里、远月点100公里的椭圆轨道,然后顺轨道飞到月球正面的虹湾上空15公里处,卫星上搭载的新研制的TDI—CCD立体相机将对这片地区进行优于1.5米分辨率的成像,勘察地形地貌。

  据介绍,嫦娥三号探测器的月球备选着陆区虹湾位于月球的正面,而嫦娥二号卫星要想在最近点接近虹湾,就必须在其反方向降轨,位置恰恰在月球的背面。

  嫦娥二号任务卫星系统总设计师黄江川说,“这样我们就看不见卫星,测控也够不着,只能靠卫星自主去完成降轨。这个动作相对于‘嫦娥一号’,风险大大提高。”

  据黄江川介绍,卫星自主控制降轨的变轨时机是关键,因为变轨时机决定了之后的近月点的位置,如果时机不对,到时候卫星在15公里的近月点位置和备选着陆区会有误差。

  中国西安卫星测控中心的专家说,卫星环月运行高度只有100公里,近月点高度最低只有15公里,加上月球具有不均匀引力和很多环形山,“嫦娥二号”降轨的难度不小。

  当卫星飞经月球表面高约6—7公里的山峰时,两者最小间距可缩短为8—9公里,可谓是一次最亲密接触。而离月球越近,卫星经受的热度越高,这对卫星的热控设计也是一个考验。