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【新民晚报】“嫦娥二号”今天晚上飞天奔月

“嫦娥二号”今天晚上飞天奔月

箭星各系统状态良好,发射窗口气象条件满足要求

日期:2010-10-01 作者:杨冰;姜宁;王亦君;董纯蕾;钱俊毅;罗震光来源:新民晚报

本报记者 钱俊毅 罗震光

今天18时59分57秒,西昌卫星发射中心,“嫦娥二号”将按预定时间点火。

随着“01”号指挥员一声令下,54.84米高的长征三号丙运载火箭将直冲云霄,护送着“嫦娥二号”卫星飞向近38万公里外的奔月轨道。

作为我国探月工程“绕落回”三部曲之二——“落月”的“开路先锋”,“嫦娥二号”5天后就可直航月球,它承载着6项工程目标和4项科学目标,承载着无数人的希冀,更承载着中国航天事业的未来。“嫦娥二号”如何奔月?为何选定国庆节发射?让我们走进西昌卫星发射中心,揭开其中的奥秘。

加注低温推进剂后人工点火

“报告,报告。”“请讲,请讲。”“仪表正常,仪表正常。”“明白,明白。”昨天上午9时起,随着操作人员与指挥员间的电话应答,偏二甲肼、四氧化二氮两种常规燃料缓缓注入了矗立在发射场2号塔架中的长征三号丙火箭第一、第二子级。

   今天上午10时30分,指挥部举行会商,箭星各系统状态良好,发射窗口气象条件满足要求,确定火箭第三级加注低温推进剂,发射场即启动负8小时发射程序,火箭发射进入不可逆状态。64只滑轮托着包裹“嫦娥二号”箭星的活动塔缓缓平移,约40分钟后活动塔移动到150米开外。上午11时30分,戴着防毒面具的工作人员加注液氢低温推进剂,液氢加注将持续到发射前4分半钟,这是因为液氢作为火箭第三级的燃烧剂,担负着让卫星准确入轨的重要使命,倘若燃料加注不够,第三级火箭就没法把卫星送到预定轨道。

   在加注过程中,燃料用量会做出调整,在发射塔的一侧建有专门燃烧废弃液氢的排放池,当液氢达到一定浓度时,就会发生爆炸,为了避免危险发生,有时会在加注的同时泄漏一部分燃料。

   因为“嫦娥二号”采用了低温燃料,直到发射前4分半钟还需要继续加注,为了保证万无一失,发射将采用人工点火的方式。

点火后1533秒达到奔月速度

   火箭发射前的最后12小时,整个发射都将受01号指挥员鄢利清的指令控制。据他介绍,这12小时内,火箭控制系统、常温系统等各测试系统会自动报告火箭工作状态。若碰到问题,需判断是否要断电,并启动应急预案。

   按照既定步骤:今天18时20分,塔架平台展开;18时45分,人员开始撤离;18时58分27秒,倒计时90秒,“嫦娥二号”箭星从地面供电转为系统内部电池供电;18时58分57秒,倒计时60秒,准备点火发射;18时59分17秒,指挥员报告倒计时;18时59分47秒,指挥员开始读秒;18时59分57秒,点火;19时整,“嫦娥二号”箭星腾空而起。

   “嫦娥”探月工程火箭系统总指挥岑拯介绍,长征三号丙火箭升空后连续加速飞行,在达到距地面约40公里的高空后,一级火箭完成使命,残骸将在贵州和湖南交接处的深山野谷脱落。火箭飞行约30秒之后有一段长约18秒的滑行,此后二级火箭自动点火,在距离地面120公里的高空,“嫦娥二号”将抛掉外面的整流罩,进入离地面130至140公里的高空。二级火箭完成使命后,残骸呈抛物线坠落在台湾省以东的公海上。火箭点火后1533秒时,将加速到10.9公里/秒,这个速度就是奔月速度。此时,“嫦娥二号”的高度约在230公里到240公里之间,星箭完成分离,“嫦娥二号”被月球捕获,地面远程控制系统利用反动力让卫星减速“刹车”,卫星进入环月轨道,在近月点工作。

10万张气象图算出发射时刻

位于大凉山深处的西昌卫星发射中心,已伴随共和国走过了40年。“嫦娥二号”任务,是中心组建以来执行的第60次航天发射任务。

10月1日18时59分57秒,“嫦娥二号”奔月。这精确到秒的时间是如何定下的?西昌卫星发射中心气象室主任汪正林表示,由于“嫦娥二号”要求零窗口发射,气象系统必须精准、细致地预报发射窗口的气象要素。今年4月,气象室就组织预报员翻阅了1974年以来的近10万张历史天气图,开展了雷暴等多个专题研究,统计各类天气系统的影响时间、方式和程度,并给出每种天气系统的预报指标。高性能计算机将各种云图信息、气象要素等检测信息整合后高速运算,最后得出精细的数值天气预报样品,将一次预报的时间从一周缩短到了1小时。

气象室情报组接收处理云图气象资料1823份,探寻风云动向、监测风雨出没,从而寻找到10月1日18时59分57秒这个零窗口。

【焦点关注】“嫦娥二号”飞控技术状态昨冻结 应急预案多于“嫦娥一号”

随着“嫦娥二号”卫星直飞月球进入倒计时。昨天,卫星飞控技术状态已经全部冻结,所有数据也已全部封存。

经过前一天晚上最后一次全区合练,参试人员昨天对飞控技术状态进行了最终确认,参试人员进入“双想”状态——对以前发生过的问题进行回想、对后续可能发生的问题进行预想。这也是北京航天飞行控制中心执行“神舟五号”载人航天飞行任务以来形成的传统。

这次发射升空的“嫦娥二号”卫星不再绕地球飞行,而是直接进入地月转移轨道,虽然节省了燃料,但对卫星的测控精度提出了更高的要求,控制风险非常高。相比“嫦娥一号”84种应急预案,“嫦娥二号”新增了更多应急预案。飞控中心副主任麻永平介绍说,目前飞控中心所有技术状态全部确认,飞控软硬件系统飞控配套设施组成的任务平台运行稳定,经过多次系统联调联试验证,各系统间接口一致,工作协调。

特约通讯员 杨冰 姜宁 驻京记者 王亦君(本报北京上午电)

【焦点链接】“太空激光眼”绘制更精细的月球地形地貌图

擦亮“激光眼”,“嫦娥二号”欲为月球绘制更精细的地形地貌图。记者今天从“嫦娥二号”激光高度计的研制单位——中科院上海技术物理研究所获悉,综合“嫦娥二号”和“嫦娥一号”所获数据而成的全月球表面数字高程图,精细度将更上一层楼,为今后的月球探测器安全着陆区域选址,提供非常重要的参考意见。

被喻为“太空激光眼”的星载激光高度计,主要由激光发射模块、激光接收模块和信号处理模块三部分组成,通过计算发射和接收激光之间的时间差来进行高度测量。“嫦娥一号”卫星所采用的激光高度计,是我国第一次自行研制的空间应用激光主动遥感仪器,随“嫦娥一号”在月球轨道工作一年。由于激光高度计不需要太阳光的帮忙,即使面对月球南北两极的黑暗深坑也能测量高度。

激光高度计的工作原理,就像为赛跑运动员“数圈”,被广泛应用于深空探测、地球遥感等领域。激光脉冲“赛跑运动员”,夜以继日地以光速往返于卫星和月球探测目标。“记录”和“统计”测量这些“成绩”(即在真空中的传输时间),就能精确地测量出其“跑步”距离,即卫星到月球表面各处的实际距离——月球表面哪里是山脉哪里是洼地,实际高度有多少,便不再是秘密。“嫦娥一号”的环月轨道高度为200公里,而“嫦娥二号”的环月轨道高度只有100公里。为此,激光高度计最高重复频率由1赫兹扩展至5赫兹,“激光脚印”的间距进一步缩小,激光测距的精度提高至5米。

有了这双锐利的“激光眼”,其工作拍档——中科院西安光机所研制的高精度CCD立体相机为月球拍起“近照”来,也更有谱了。在100×15公里轨道上,CCD立体相机高精度月表成像时,激光高度计可实时提供卫星和月表的距离信息,以便相机相应地调整参数。

“嫦娥三号”探月卫星将继续搭载激光高度计,但任务有变——不再是对全月球表面三维测量的科学任务,而是给月球探测器在着陆过程中提供精确的卫星和月表距离信息的工程任务。

本报记者 董纯蕾

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