航天測(cè)控手段實(shí)戰(zhàn)中升級(jí) 深空夢(mèng)想“一線”牽
10月9日，嫦娥二號(hào)任務(wù)迎來一次標(biāo)志性突破：成功進(jìn)入預(yù)定的100公里環(huán)月圓軌道。這個(gè)“使命軌道”的進(jìn)入，意味著嫦娥二號(hào)任務(wù)的基本成功。剩下最后一次“大考”——降軌至近月點(diǎn)15公里，拍攝并傳回未來嫦娥三號(hào)探測(cè)器落月備選著陸區(qū)的精細(xì)影像。然后“嫦娥二號(hào)”將圓滿完成使命。
探月揭開了中國走向太空深處的大幕，“嫦娥二號(hào)”則揭開了中國探月工程二期落月目標(biāo)的序幕。向深空走得更遠(yuǎn)，測(cè)控是關(guān)鍵，它是衛(wèi)星與地球聯(lián)系的唯一紐帶。伴隨中國第二次進(jìn)入深空，測(cè)控技術(shù)也在考驗(yàn)中邁向深空時(shí)代。
“嫦娥二號(hào)”測(cè)控實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)突破與創(chuàng)新
據(jù)擔(dān)負(fù)嫦娥二號(hào)任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)工作的北京跟蹤與通信技術(shù)研究所專家介紹，嫦娥二號(hào)任務(wù)的測(cè)控系統(tǒng)主要由3個(gè)中心、3條測(cè)量船、6個(gè)位于國內(nèi)的測(cè)控站、1個(gè)建于國外的測(cè)控站、4個(gè)天文觀測(cè)站及1個(gè)國際聯(lián)網(wǎng)測(cè)控站組成。
從地球飛到月球，類似星際探測(cè)。距離越長，傳回的無線電信號(hào)就越弱。最難的就是如何跟蹤衛(wèi)星得到星上的狀態(tài)，以及如何去控制衛(wèi)星。測(cè)控系統(tǒng)的任務(wù)就是遠(yuǎn)距離遙控航天器，確保跟蹤完整，測(cè)量準(zhǔn)確和指令無誤。專家打比喻說，如果說航天器是風(fēng)箏，測(cè)控系統(tǒng)就是一根無形的牽引線。
嫦娥二號(hào)任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師董光亮說，測(cè)控系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)整體，通過與箭載和星載測(cè)控合作目標(biāo)的配合，共同完成對(duì)火箭和衛(wèi)星的各項(xiàng)測(cè)控任務(wù)。
和嫦娥一號(hào)任務(wù)相比，嫦娥二號(hào)任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)出現(xiàn)多項(xiàng)變化。北京跟蹤與通信技術(shù)研究所測(cè)控專家李海濤介紹說，嫦娥一號(hào)任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)利用2艘測(cè)量船即可完成測(cè)控任務(wù),而“嫦娥二號(hào)”任務(wù)采用了可連續(xù)3天發(fā)射并將衛(wèi)星直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射方案，發(fā)射段測(cè)量船數(shù)量由2艘調(diào)整為3艘；嫦娥一號(hào)任務(wù)中衛(wèi)星攜帶的CCD相機(jī)自主完成成像，圖像分辨率較低，嫦娥二號(hào)任務(wù)為滿足月球虹灣地區(qū)高分辨率成像要求，需要地面利用軌道預(yù)報(bào)生成CCD相機(jī)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，并注入衛(wèi)星才能完成成像。
10月9日成功進(jìn)入“使命軌道”，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在這個(gè)100公里的環(huán)月圓軌道上調(diào)整并運(yùn)行一段時(shí)間，隨后將在月球背面進(jìn)行1次降軌，使近月點(diǎn)高度降低為15公里，并在虹灣上空進(jìn)行精細(xì)探測(cè)。
西安衛(wèi)星測(cè)控中心的專家介紹說，由于衛(wèi)星環(huán)月運(yùn)行高度只有100公里，近月點(diǎn)高度最低只有15公里，月球非球形引力對(duì)軌道攝動(dòng)影響較大，加之月球表面有很多環(huán)形山，最高的環(huán)形山達(dá)到9000米高度，比珠穆朗瑪峰還要高。軌道低，環(huán)境復(fù)雜，對(duì)精密定軌技術(shù)是一次實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。需要提高軌道改進(jìn)和預(yù)報(bào)精度，為高質(zhì)量的月球探測(cè)任務(wù)提供保障。
當(dāng)嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在100公里圓軌道和15公里軌道的近月點(diǎn)處時(shí)，西安衛(wèi)星測(cè)控中心青島測(cè)控站或喀什測(cè)控站將會(huì)為嫦娥二號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行成像數(shù)據(jù)注入，分別對(duì)嫦娥三號(hào)探測(cè)器的預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行成像試驗(yàn)。
針對(duì)此次工程目標(biāo)與科學(xué)目標(biāo)的變化要求，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)突破與創(chuàng)新，包括首次開展有關(guān)月球噪聲對(duì)測(cè)控鏈路的影響的試驗(yàn)項(xiàng)目、采用新的編碼技術(shù)、以及嫦娥三號(hào)任務(wù)將使用的國際新標(biāo)準(zhǔn)的軌道測(cè)量技術(shù)。
