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着陆月球?返回地球?飞向深空?三选一。
从2010年10月1日嫦娥二号发射成功之日起,有关嫦娥二号的最终“归宿”就一直是人们最感兴趣的话题。这道选择题也一直萦绕在中国航天人的心头,因为如何选择将取决于卫星当时的状态。今天,答案揭晓。中国航天人选择了风险最大、最具挑战性的那个选项。
北京时间6月9日17时10分,此前一直在环月轨道运行的嫦娥二号,在两次加速后,成功脱离月球的“怀抱”,向着科学家为它指定的150万公里深空目的地进发。那里是中国人还从未“涉足”过的遥远秘境。
最具挑战性的选项为何胜出
专家指出,关于嫦娥二号“归宿”的三个选项,有着不同的科学价值。其中,让嫦娥二号返回地球轨道,相对于我国已经掌握的航天技术来说,并不是一件难事。而着陆月球虽然可以为未来嫦娥三号落月积累一些宝贵的经验和数据,但仍没有奔赴深空那样令人渴望。
“嫦娥二号的这一拓展任务,是对我国深空测控技术的一次测试和检验,将为我国对火星、金星的探索打下基础。”北京航天飞行控制中心测试系统副总设计师周建亮说。专家指出,开展火星、金星探索,必须掌握深空探测和遥控技术,而到目前为止,我国尚缺乏自主获得的深空探测数据,利用目前状态依然不错的嫦娥二号开展这样的试验,是一个难得的机会。事实上,嫦娥二号在发射前,除了嫦娥一号使用的S频段,还首次特别加载了X频段信号收发设备。相比S频段,X频段的频率更高,信号抗衰减性得到大大增强,使航天器飞得更远成为可能,这也为嫦娥二号的深空探测预留了空间。
“飞向深空目的地,嫦娥二号的工作寿命有望再延长一年半。”周建亮说。而这“多出来的”一年半时间,对中国航天人来说极其珍贵。据专家透露,我国正在全力建设的地面深空测控网有望在今年下半年建成,如果届时卫星状况、地面建设都一切顺利,嫦娥二号的在轨飞行就可以直接应用于对该网的全面测试。
赋予嫦娥二号的新任务,显示出中国航天人的眼光已经从距离我们最近的月球转向了更加遥远的太空。
嫦娥二号将面对哪些风险
但是,让嫦娥二号圆满完成飞向深空的任务,并非易事。航天专家列举了嫦娥二号执行新任务将面临的六大风险——
第一,飞行轨道新——向深空发射人造飞行器,我们国家已经酝酿多年,但真正实施这还是第一次。不仅如此,从月球轨道将飞行器发射到深空,在人类历史上也是第一次。轨道设计是一个很大的挑战,必须同时考虑日、地、月三个天体的引力场;同时,由于对误差更敏感,这对卫星的精确执行能力也是一个考验。
第二,距离地球远——嫦娥二号此次任务的目的地距离地球150万公里,最远时有可能达到180万公里,而地月之间的距离只有38万公里,原有设计能否适应因远距传输造成的信号强烈衰减?
第三,飞行时间长——卫星从飞离月球到抵达深空目的地,将飞行大约85天,而嫦娥二号“奔月”只用了112个小时。
第四,控制余量小——此次嫦娥二号的能力已经被挖掘到了极限。尽管嫦娥二号多携带了部分备用燃料,同时采用零窗口发射,且在飞向月球过程中计算精准,取消了几次中途修正,这些都让嫦娥二号在完成任务后仍节余了较多燃料,但据测算,飞离月球以及奔向深空预定目标途中可能会做4次轨道修正,而这将需要813米/秒的速度增量,而此后,嫦娥二号剩余的速度增量只有40米/秒,很可能没有足够余量处理意外状况。
第五,超期服役——嫦娥二号的设计寿命只有半年,目前已经超期服役两个多月,如果再进行一年半的工作,星上仪器设备的可靠性、实际能力能否依旧表现出色?
第六,准备时间短——专家表示,筹划一次类似的太空飞行一般需要用几年时间,但飞向深空原本不是嫦娥二号的既定任务,因此,嫦娥二号这次任务的准备时间只有两个多月。
尽管面临如此多的潜在风险,航天专家们仍然保持着谨慎的乐观。毕竟,嫦娥二号已经圆满完成了所有既定任务,未来无论出现何种情况,对中国航天人来说,都将是额外收获。
嫦娥二号还将执行哪些科学探测任务
虽然此行的重点在于测试我国深空探测能力,嫦娥二号的原设计也不是空间探测卫星,但其搭载的多个科学仪器同样不会轻易错过这个难得的机会。
“嫦娥二号的深空目的地距地球大约有200个地球半径那么远,在地球的远磁尾处。在那里,嫦娥二号上的太阳风离子探测器和太阳高能粒子探测器将对高能粒子和太阳风进行动态监测。这将提高人类对地球远磁尾不断摆动、膨胀或收缩的性质动态和空间天气的认识。”中国科学院嫦娥二号地面应用系统业务运行管理分系统主任设计师温卫斌说,“此外,目前太阳活动正处在上升阶段。嫦娥二号上的X射线谱仪将监测太阳耀斑爆发,这些数据既可以用于空间环境预警,也可以借此对太阳耀斑演化进行科学研究。此外,如有可能,星上的γ射线谱仪也许会观测到宇宙γ爆。”
按照计划,6月10日、19日,7月23日,8月2日,飞向深空的嫦娥二号将实施4次中途修正;9月1日前后,她将进入此行的目标区域……
(本报北京6月9日电 本报记者 邢宇皓)
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