中新網11月5日電 北京時間11月5日11時37分,北京航天飛行控制中心對“嫦娥一號”衛星成功實施了第一次近月制動,順利進入周期為12小時的橢圓環月軌道,成為中國第一顆月球衛星。那么,為什么要對嫦娥一號衛星實施近月制動?嫦娥一號的第一次近月制動是如何實現的呢?
綜合新華網報道,繞月探測工程衛星系統副總設計師黃江川表示,隨著嫦娥一號衛星與月球的逐漸接近,它所受到的月球作用力也在不斷加大,飛行速度將顯著提高。在抵達近月制動點時,衛星飛行速度約為2.4千米/秒。如果不減慢飛行速度,衛星就無法被月球捕獲,進入環月運行軌道,實現繞月飛行的目標。
“之所以采取分三次對衛星實施制動,主要是根據衛星上所攜帶發動機的推力大小設計的。”黃江川說,“這樣,不僅能夠減小每次控制的任務量,而且能夠有效節約衛星攜帶的燃料。”
北京航天飛行控制中心總工程師王也雋介紹說,嫦娥一號衛星的近月制動是非常關鍵的測控動作,關系到整個任務的成敗。在實施制動前,北京飛控中心根據各測控站、船傳回的數據,實時跟蹤計算衛星的運行軌道情況,分析研究第一次近月制動的軌控策略,進行了充分的準備,以確保近月制動取得成功。
王也雋說,衛星近月制動發動機點火之前6小時和3.5小時,北京飛控中心分別計算出關于衛星進行姿態調整、軌道控制以及發動機點火的各項參數,在發動機點火前4小時和1小時各注入一次,這些數據和指令就成為衛星實施近月制動的根據。
“發動機點火前40分鐘時,衛星調整太陽帆板,以保證軌控期間太陽帆板能夠補充供電。”王也雋說,“點火前35分鐘時,衛星實施慣性調姿,讓發動機朝向衛星飛行方向。發動機點火工作后,等于給前進中的衛星一個反作用力,減慢其飛行速度,收到‘剎車’的效果。這樣,就能實現被月球捕獲的目標。”
另據北京航天飛行控制中心副主任、測控專家麻永平介紹,嫦娥一號衛星第一次近月制動要克服三大挑戰。
“第一個挑戰來自制動時機的唯一性,如果不能在月球捕獲點實施近月制動,衛星就將與月球失之交臂,難以進入環月軌道。”麻永平說,第二是月球空間環境的復雜性,由于是中國衛星首次繞月飛行,科研人員對其空間環境缺乏實際的了解和認識。
第三個挑戰來自對軌道的測量與控制。按照計劃,嫦娥一號衛星要實施三次近月制動。第一次要把衛星的飛行速度從每秒2.4公里降到每秒2.06公里,進入周期為12小時的橢圓環月軌道,第二次要把速度降到每秒1.8公里,進入周期為3.5小時的環月軌道,第三次再降到每秒1.59公里,最終進入周期為127分鐘的極月圓軌道。如果沒有高精度的測定軌技術和軌道控制技術,很難保證這些任務的完成。