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_北京飞控中心专家:嫦娥三号探月仍要过3道坎

2017-11-22 11:42

北京时间12月2日15时50分,在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,嫦娥三号成功实施地月转移轨道首次中途修正。据北京飞控中心副主任李剑介绍,精确实施轨道修正,是确保嫦娥三号准确抵达环月轨道的重要一步。嫦娥三号“零窗口”发射、精确入轨,只是奔月之旅第一步。专家表示,在漫漫奔月旅途中,嫦娥三号至少还有3个关键环节需要跨越。

1 能否顺利修正轨道?

风险

迷失星际

在地月转移轨道,嫦娥三号需要飞行大约5天时间。在人类探月活动的历史上,曾多次发生探测器未能实现月球的捕获而丢失在星际间的事故,这大多是由于飞行过程中卫星姿态和速度控制不精确造成的。如果卫星在地月转移轨道近地点有1米/秒的速度误差或1公里的高度误差,飞到月球附近时都将产生几千公里的位置误差。

应对

轨道修正

在高速飞行的过程中,嫦娥三号必须在地面的指令下进行中途轨道修正。一般来讲,至少需要进行两次修正,第一次是在进入地月转移轨道的一天之内,第二次是在到达月球的前一天内。这些指令,都是由设在北京的航天飞行控制中心发出的。

 2 能否精准制动?

风险

撞到月球

大约5天后,当嫦娥三号卫星到达距月球200公里位置时,需要进行减速制动,也就是“刹车”。只有这样,才能被月球引力捕获,成为绕月飞行的卫星。这是实现绕月飞行的一个重要步骤:“刹车”晚了,卫星就要撞到月球上去;而“刹车”早了,则会飘向太空。“刹车”是否成功,关键取决于卫星当时的位置和速度矢量是否正确。在嫦娥一号、二号任务中,我国科学家都一次成功,对卫星实施了精确制动。

应对

制动变轨

第一次近月制动,将使嫦娥三号进入100公里的环月圆轨道。从这一刻起,嫦娥三号成为真正的绕月卫星。运行4天后,嫦娥三号变轨进入15公里×100公里的椭圆轨道。此次变轨控制,对于嫦娥三号能否顺利落月至关重要,也是我国迄今对距离地球最远的航天器实施变轨操作。

3 “眼睛”能否看清复杂环境?

风险

月表复杂

月球这个全新的星球带来了月面环境的不确定性。月面上覆盖着月尘,纹理不清;太阳高度最高不超过50度,大部分时间地面上布有地形起伏和岩石带来的阴影;虽然没有风沙,但落月和移动过程中可能会产生扬尘。面对这些问题,巡视器的眼睛既要看得远、看得清,又要视场宽,这样的眼睛如何设计?

应对

双目视觉

为此,嫦娥三号探测器采用了许多新技术。设计师们最终确定了由两对相机组成的双目立体视觉系统方案,并设计了基于激光点阵的主动结构光设备,让巡视器不但在阳光下看得清晰,在阴影里也能准确地辨别障碍。这套“双目视觉在轨三维恢复系统”,就相当于人拥有了眼睛,它可以把通过相当于双眼的两个镜头“看”到的二维地形信息,经过一系列的处理与运算恢复成三维坐标信息,这样月球车就能够知道前方有没有障碍等,进而就可以根据实际地形情况自行作出所需的“决策”。

动态

首次中途修正轨道

北京时间12月2日15时50分,在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,嫦娥三号成功实施地月转移轨道首次中途修正。

据北京飞控中心副主任李剑介绍,精确实施轨道修正,是确保嫦娥三号准确抵达环月轨道的重要一步。嫦娥三号于12月2日1时30分发射升空后,在30多万公里的奔月旅程中,由于受到入轨偏差、宇宙环境等因素影响,需要择机实施轨道中途修正,校正航向,以确保嫦娥三号顺利抵达环月轨道。

北京飞控中心通过认真分析计算,研究确定了嫦娥三号首次轨道中途修正控制策略,成功向探测器注入控制参数,启动探测器自身携带的推进器,顺利实施首次中途轨道修正,为嫦娥三号顺利到达环月轨道奠定了基础。

根据北京飞控中心提供的数据,截至12月2日16时,嫦娥三号卫星已安全飞行约14小时,距地面高度约13.8万公里。

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发布时间:2017-11-22 11:42

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