從嫦娥一號到嫦娥三號:中國探月工程的“三級跳”

【新華社西昌11月29日電】即將實施的嫦娥三號任務,將實現中國探測器首次在地外天體的軟著陸和巡視探測。從2007年到2013年,從嫦娥一號到嫦娥三號,中國探月工程實現了“三級跳”。

嫦娥一號:實現從無到有歷史性突破

2007年10月24日18時05分,大涼山深處的西昌衛星發射中心吸引著世界關注的目光——嫦娥一號衛星在這裡由長征三號甲火箭發射升空。

嫦娥一號經過18天時間飛行最終進入環月軌道。根據飛行計劃,嫦娥一號在奔月途中,應該安排3次中途修正。然而,由於衛星軌道控制“非常精準”,嫦娥一號只實施了一次中途修正。

進入環月軌道後,嫦娥一號拍攝的月球照片源源不斷地傳回地球。2008年11月12日15時05分,由嫦娥一號拍攝數據製作完成的“中國第一幅全月球影像圖”公佈。這是世界上已公佈的月球影像圖中最完整的一幅影像。

2009年3月1日16時13分10秒,在科技人員的精確控制下,嫦娥一號準確落入東經52.36度、南緯1.50度的月表指定區域,成功完成硬著陸。撞月過程中,CCD相機實時傳回了清晰的圖像。

嫦娥一號任務的“完美”實施,標誌著中國航太正式邁入深空探測新時代。

嫦娥二號:創造多項“世界第一”

作為我國探月二期工程的先導星,嫦娥二號衛星於2010年10月1日在西昌衛星發射中心發射升空。

嫦娥二號飛行的重要任務之一是驗證軟著陸關鍵技術。與嫦娥一號任務不同的是,長征三號丙運載火箭將嫦娥二號直接送到地月轉移軌道,飛向月球的整個行程只需要112小時。

與嫦娥一號相比,嫦娥二號安裝了更多新裝備,開展X頻段深空探測技術試驗、紫外導航試驗、CCD相機高解析度成像試驗、月壤特性探測等一系列新的試驗項目。

到達月球軌道後,衛星在距離月球表面100公里的圓軌道開展工作,完成在軌測試和技術驗證後,進入更近的100×15公里橢圓軌道,對嫦娥三號預選著陸區虹灣進行拍照。在15公里高度拍攝的月球圖像,解析度達到1.5米。

國防科工局新聞發言人吳志堅表示,嫦娥二號衛星創造了航太領域的多項“世界第一”:首次從月球軌道出發飛赴日地拉格朗日L2點進行科學探測,首次對圖塔蒂斯小行星近距離交會探測並獲得10米解析度的小行星圖像等。

目前,嫦娥二號已成為中國首個人造太陽系小行星,與地球間距離突破6000萬公里,正奔向更遠的深空。如果順利,嫦娥二號有望最遠飛行到距地球約3億公里處。這是中國航天器飛行距離最遠的一次“太空長征”。

嫦娥三號:將實現中國航天器首次地外天體軟著陸

目前,全世界僅美國、蘇聯成功實施了13次無人月球表面軟著陸。如果嫦娥三號任務取得成功,中國將成為第3個實施月球軟著陸的國家。

沿著和嫦娥二號同樣的奔月軌跡進入環月軌道之後,嫦娥三號探測器將經過主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段等6個階段的減速,實現從距離月球15公里高度安全下降至月球表面。

嫦娥三號軟著陸方案,與國外做法相比,安全性可靠性更高。美國、蘇聯航天器無人軟著陸過程,無懸停和避障階段。而嫦娥三號引入懸停、避障階段,探測器可以對著陸區地形地貌進行精確勘察,識別出不大於8度的月面坡度等危險地形,極大提高了著陸安全。

軟著陸過程歷時短,探測器需要快速感知自身運動狀態和環境參數,因此配備了精度高、反應速度快的測距、測速、測高、成像等敏感器。完全由中國自主設計製造的變推力發動機,具有1500—7500N大推力變化、無級變速特點,能很好地適應不同飛行階段對發動機推力的需求。

嫦娥三號還將首次實現中國航天器在地外天體巡視探測。巡視器與著陸器完成解鎖、釋放、分離、下降到月面、駛離,整個過程每個動作環環相扣,任何一個動作都將影響任務成敗。

月面巡視過程中,中國將首次實現對月面探測器的遙操作。“玉兔”號月球車的遙操作,採用自主加地面控制相結合的方式,根據獲取到的環境參數,在地面完成任務規劃,而巡視器自主具備完成局部規劃、避障和安全監測、應急保護能力。

在探月工程“繞、落、回”三步走戰略中關鍵性的“落”實施之後,中國還將展開更多的月球及深空探測活動。