 放大圖片
中國探月工程總設計師吳偉仁指出，嫦娥二號作為中國探月二期工程的先導星，具有承上啟下的關鍵作用。與嫦娥一號任務相比，嫦娥二號的技術要求更新、難度更大、系統更複雜。中國著名航天專家龐之浩（見圖）在接受本報訪問時，詳細解讀嫦娥二號任務將實現的六大技術突破與創新。
——擬10．1發射周內抵「廣寒宮」近月捕捉技術最關鍵
多個渠道的新聞來源透露，中國繞月探測衛星嫦娥二號即將於2010年10月1日在西昌衛星發射中心升空。這顆中國自主創新的衛星，將以超越以往的速度、前所未有的軌道，直奔38萬公里外的月球，預計不出「十一」黃金周即可抵「廣寒宮」，進行繞月探測。這顆意義重大的衛星，將通過分辨率高達1.5米的「激光眼」、更先進的探測儀器，為嫦娥三號登陸月球尋覓最佳著陸點。 ■本報北京新聞中心記者 劉凝哲
1、大推力火箭 嫦二直飛月球
相比嫦娥一號先發射到地球附近的過渡軌道，再經過自身多次調整進入奔月軌道，嫦娥二號衛星將由運載火箭直接送入近地點200公里，遠地點約38萬公里的奔月軌道，這樣效率更高。嫦娥一號用了近14天時間進入工作軌道，嫦娥二號7天以內就可做到。相比嫦娥一號任務，嫦娥二號任務對運載火箭推力要求更大，入軌精度和控制精度要求更高。
中國著名航天專家龐之浩表示，直飛月球是嫦娥二號奔月的難點之一。目前國際上有多種探月衛星軌道設計，其中，嫦娥一號以及日本、印度等國發射的探月衛星多採用「迂迴奔月」方式，即衛星先圍繞地球運行，經多次加速變軌後，再進入繞月軌道。但此次嫦娥二號採用的直飛月球方式，則要求更大推力的運載火箭，以及更加精確的測控技術。
「近年來，只有美國曾採取過直飛月球的方式」，龐之浩表示，直飛月球將大大縮短嫦娥二號奔月時間，減少衛星燃料消耗。這也是事關中國探月工程未來的關鍵技術之一，未來中國若想達成載人登月夢想，必須採取直飛的方式，才可縮短太空人在「奔月」途中的消耗，保證登月後的供給。
2、X頻段測控 奠基深空探測
嫦娥二號任務飛行測控將首次驗證中國新建的X頻段深空測控體制。相比嫦娥一號任務中使用的S頻段衛星測控網，X頻段無線電傳輸信號頻率更高，遠距離測控通信效果更好。
龐之浩表示，S頻段衛星測控網是針對人造地球衛星，至於對月球乃至火星等深空探測，則需要X頻段測控。X頻段波長在2.5~3.75厘米之間，其頻率為8~12G赫茲，比傳統的S頻段2~4G赫茲要高得多，因此X頻段雷達具有更好的測控精度。
更加精準的測控網，不僅將提高嫦娥二號的測控能力，為近月捕獲和100公里月球軌道飛行打下更好技術，同時也將為中國未來的深空探測奠定測控基礎。
3、近月面制動 100公里最關鍵
相比嫦娥一號在距月面200公里處被月球捕獲，嫦娥二號將在距月面100公里處進行制動，飛行速度更快、軌道更低、制動量更大，同時月球不均勻重力場對衛星軌道的攝動影響也相應增大，大大提高了對衛星制動控制精度的要求。
「可以說，近月制動捕捉是整個工程最關鍵、最難的技術」，龐之浩表示，由於嫦娥二號發射後直接飛向月球，並在距離月球100公里軌道被捕捉，這對於衛星制動和飛行軌道保持都有非常高的要求。他形象的比喻說，嫦娥二號當時就如同高速行駛的汽車，需要在路口緊急剎車並快速轉入另一條道路行駛，對汽車制動能力和駕駛者操控能力都是很大考驗。
「嫦娥二號能不能從地球衛星變成月球衛星，就看此一舉」，龐之浩說，這一次減速制動是衛星奔月全程中最關鍵的一次軌道控制。首先，機會只有一次，如果錯過，衛星將會沿著環繞地球的大橢圓軌道飛回來。其次，制動量要掌握得恰到好處，有點類似於定位停車，剎車早了或踩狠了容易到達不了月球或撞月，剎車晚了或踩輕了，就會越過停車線。「更難的是月球在高速運動，一旦夠不著，或者越過了，就再沒有第二次機會重新踩一回剎車」。
4、快速測定軌 精度要求極高
嫦娥二號要驗證100公里×15公里軌道機動與快速測定軌技術，測試將飛行軌道由100公里圓軌道調整為遠月點100公里、近月點15公里的橢圓軌道的能力。
龐之浩表示，衛星距離月球越近，其飛行速度越快。由於月球並沒有大氣層，衛星還需要不斷的變速以保持在固定軌道飛行。遠月點100公里、近月點15公里的橢圓軌道，意味著嫦娥二號將距離月球表面進行非常近距離的科學探測，更好地對嫦娥三號即將登陸月球表面的地區進行勘察。
100公里×15公里軌道調整的風險更高，因為月球不均勻的質量分佈，會使環繞月球飛行的嫦娥二號衛星軌道劇烈衰減。龐之浩說，月球表面最高的山脈高度達到10公里，嫦娥二號最低飛行高度為15公里，加上測量誤差和軌道衰減，對嫦娥二號衛星的軌道控制精度要求非常高。
5、新著陸相機 數據傳輸更快
嫦娥二號增加配置了降落相機，以檢驗對月成像能力，為嫦娥三號月面軟著陸做準備。數據傳輸速率也由嫦娥一號的每秒3兆翻倍為6兆，還將進行每秒12兆的傳播速率試驗。
龐之浩表示，嫦娥二號搭載的著陸相機與此前嫦娥一號的CCD相機並不相同。這種著陸相機主要是為拍攝衛星軟著陸過程，為嫦娥三號落月做好準備。這一技術是未來月球軟著陸是否成功的一個關鍵因素，可用於選擇最佳著陸點。
6、嫦三選著陸區 靠高分辨成像
嫦娥一號搭載的CCD相機分辨率為120米。而嫦娥二號在100公里圓軌道和100公里×15公里軌道的近月點處，將分別對嫦娥三號的預選著陸區進行優於10米和1.5米分辨率的成像試驗，分辨率有很大提高，對後續任務備選著陸區看個仔細，並使中國獲得更加有科學價值的月面三維圖像。
專家形容說，嫦娥一號上的CCD立體相機的分辨率是120米，相當於只能拍攝到停車場這樣大小的物體，嫦娥二號上CCD立體相機在距月球15公里時分辨率達1米，這相當於可以看到停車場裡的汽車形狀。
|
放大圖片
