“入軌”“剎車”“溫差”多重風險考驗“嫦娥”

　　按照計劃，嫦娥二號衛星將于10月1日至3日擇機發射。嫦娥二號衛星系統總設計師黃江川表示，與嫦娥一號相比，嫦娥二號的難度系數要大得多，也面臨多重風險，目前已采取多種措施應對。

　　能否順利進入地月轉移軌道

　　能否順利進入地月轉移軌道，是嫦娥二號遇到的第一道難關。

　　根據地球、月亮、太陽的運動規律，衛星進入地月轉移軌道的窗口時間非常短，如果星箭分離時衛星沒有準確進入地月轉移軌道入口，將需要對衛星軌道進行調整，而這會使衛星上的燃料提前消耗。如果偏差過大，還將影響后續任務的執行。

　　嫦娥二號火箭系統總設計師姜杰表示，針對這一關鍵技術，型號組織了第三方復核復算工作，保證技術狀態受控。

　　近月制動能否精準“剎車”

　　點火發射后，嫦娥二號乘坐“直達電梯”向月宮飛奔而去。在這當中，第一次近月制動至關重要。

　　按照計劃，剎車成功后，衛星會處在近月點200公里、遠月點8000公里左右的橢圓軌道上。這時候衛星不可能跑出月球的引力范圍，成為一顆月球衛星。

　　這當中面臨的最大風險是能否精準“剎車”，即衛星通過近月制動能否被月球重力場捕獲。

　　黃江川說，如果“剎車”力量不夠，衛星會飛出月球的引力范圍，不能被月球捕獲。相反，如果“剎車”力量過大，衛星就會撞上月球，后果不堪設想。

　　他說，設計人員經過極其精確的分析求解，并建立了相關的數學模型，反復確認相關系統間的接口關系，找到了精準“剎車”的方法。

　　衛星自主控制程序能否保證準確變軌

　　嫦娥二號的一個特殊任務是從100公里的圓軌道過渡到近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道。這一動作一方面將驗證衛星的測定軌技術，另一方面也對后續工程的備選著陸區進行高分辨率成像。

　　嫦娥二號測控系統總設計師錢衛平說，月球運轉的自轉周期和它繞地球的公轉周期一樣，都是近1個月的時間，所以在地球上始終只能看到月球的一面，另一面則永遠無法看到。嫦娥二號要成像的備選著陸區在月球的正面，就是月球朝著地球的一面。這樣衛星必須在月球無法朝著地球的那一面變軌。而此時，地面的遙測信號無法進行傳遞，只能依靠衛星上已經設置好的自主控制程序進行。

　　同時，如果點火時間過長，會造成衛星軌道低于15公里。根據人類現有月球探測數據，月球上最高的山在10000米以上。如果衛星點火的時機不對，就會加大衛星撞上高山的可能性。

　　特殊空間環境是否影響通訊

　　奔月過程中，嫦娥二號還將面臨一項挑戰——日凌現象。

　　日凌是指太陽、探測衛星和地面站的數據接收天線恰巧在一條直線上，太陽產生的強大的電磁波將干擾地面站的天線接收衛星信號，從而造成通訊中斷的現象。

　　“還有一種風險來自月球具有的特殊空間環境。”黃江川所說的“特殊空間環境”主要是指月球表面的物質分布非常不均勻，造成月球不同區域的重力場并不一樣。因此，衛星在軌運行期間，其軌道要經常進行維護。

　　此外，太陽每11年左右都有一個活躍期，會形成太陽風暴。這對衛星會造成多種效應影響，如果嚴重的話可能造成電子元器件或者設備損壞。在嫦娥二號在軌運行的預定時間內，正好臨近太陽風暴活躍期，衛星也將面臨這方面的挑戰。

　　黃江川介紹，技術人員在產品設計和研制過程中已經考慮到了太陽風暴的可能危害，并做了一些抵抗性試驗，加強了衛星這方面的抵抗能力。

　　錢衛平說，一旦出現日凌現象，會提前把一些需要執行的指令通過注入，把它提前放在星上，即使我們看不到衛星，衛星也能按照我們預先設置在星上的指令去正常執行，保證衛星的安全。

　　懸殊溫差如何應對？

　　與嫦娥一號200公里環月軌道不同，嫦娥二號的環月軌道調整為100公里圓軌道和100公里×15公里橢圓軌道。“經我們驗證證實，和200公里軌道相比，100公里軌道上的熱流增加了20%至30%。”黃江川表示，嫦娥二號的100公里軌道工作環境將面臨100攝氏度左右的高溫，冷暖差異將達300攝氏度左右。

　　如何抗拒來自太陽光的高溫照射，又如何抵御冰點以下的寒冷？嫦娥二號熱控系統主任設計師向艷超介紹說，團隊給衛星設計了由十幾層薄如蟬翼的覆膜組成的金色“嫁衣”，這件外衣有著特殊的結構，可以傳導星內的熱量，有效形成星內熱平衡環境，嫦娥二號穿上它，就如置身在四季如春的空調間。

　　太陽翼是否會失效

　　處于工作狀態的衛星基本上都是靠太陽翼來供電，太陽翼也是最直接接觸外部環境的衛星部件。

　　一般情況下，衛星的太陽翼會自動調整至與太陽光垂直的角度，以保證太陽光線能夠直射到太陽翼上。

　　“但是，嫦娥二號處在高溫環境中，太陽光的持續直射可能造成帆板溫度過高而失效。”衛星GNC系統主任設計師戴居峰說，國外已經有探月衛星因為太陽翼失效而導致整星失蹤。

　　他介紹，為了使嫦娥二號的太陽翼帆板在高溫環境中保持良好的工作狀態，技術人員采用多種方法來保護帆板。本報記者 陳瑜 付毅飛