長征火箭開創深空探測新里程

　　中新網10月1日電 10月1日，嫦娥二號繞月探測衛星在西昌衛星發射中心隨“長三丙”運載火箭發射升空，展開奔月之旅。這次發射，長征火箭刻就了中國航天史上一個新的里程碑：中國從此完全掌握了地月轉移軌道發射技術，為后續探月及深空探測工程的開展架設了新的“天梯”。

　　發射前夕，在西昌衛星發射中心二號發射塔架前，中國航天科技集團公司長三甲系列火箭總指揮岑拯說：“掌握地月轉移軌道發射技術，意味著我國不但可以順利地推進‘落’和‘回’階段的后續探月工程，而且對我國今后有條件時進行火星、金星等深空探測活動奠定了堅實基礎。”

　　“二姑娘”和“三弟”的完美姻緣

　　如果把嫦娥二號衛星比作“嫦娥”家族“二姑娘”的話，那么長三丙火箭就是長三甲火箭家族的“三弟”。嫦娥二號衛星的發射，實現了“二姑娘”和“三弟”的完美聯姻，可謂創造了中國航天器不同家族的傳世佳話。

　　“說到這樁‘婚姻’，還是探月專家們做的‘媒’呢！”岑拯說。

　　我國發射嫦娥一號衛星使用的是長三甲火箭，它是長三甲火箭家族的“大哥”。它的穩定發揮為其贏得了“金牌火箭”的美譽。

　　相比于嫦娥一號衛星，嫦娥二號衛星增加了技術試驗分系統，身量增加了130多公斤。同時，專家們考慮到地月轉移軌道需要推力更大的火箭把衛星奔月的初速度提高到近11公里∕秒。而長三甲火箭家族的“二弟”長三乙火箭是目前我國推力最大的火箭，對于總重不到3噸的衛星來說有些“有力用不完”。而有著兩個助推器的長三丙火箭，正好可以滿足軌道和推力的要求。最終，我國的探月專家們決定把“二姑娘”許配給了“三弟”。

　　“除了考慮最有效地利用推力以外，專家們考慮的核心問題是火箭的可靠性。”岑拯介紹，長三丙火箭自2007年6月首飛以來，已經連續實現4次全勝的輝煌紀錄，而且該型火箭繼承了長三甲火箭和長三乙火箭多年來積累的可靠性經驗，是我國可靠性最高的火箭之一。

　　打造更快捷的登月“天梯”

　　有人做過這樣形象的比喻：嫦娥一號衛星采用的調相發射軌道猶如讓衛星通過“走步梯”的方式，在星箭分離后依靠自身的動力達到奔月點，而嫦娥二號衛星直接由火箭送入地月轉移軌道奔月口，好像坐的是“電梯”，一步到位。

　　這個比喻形象地說明了兩種發射方式的不同。

　　“嫦娥一號衛星發射的時候，考慮最多的是首次飛行的成功要求，所以采用了火箭的常規發射方式。嫦娥二號衛星發射時，一號衛星已經積累了成功的經驗，所以就采用了新的發射方式。”岑拯說。

　　新的發射方式對探月工程后續發展和深空探測具有非同一般的意義。

　　嫦娥二號衛星總設計師黃江川介紹，對于月球探測和深空探測的航天器來說，其上天成本甚至是幾倍于同重量的黃金。因此，我國要想實現更大重量或者更遠距離的空間探測，必須最充分地利用火箭的推力，減少衛星燃料的消耗。也正是從這個意義上說，長三丙火箭采用地月轉移軌道發射嫦娥二號衛星，實際上使我國月球探測和深空探測具有了一種全新的能力，打造了更快捷的“天梯”。

　　與此同時，這種地月轉移軌道發射方式，可以大大縮短衛星奔月的時間。相比于嫦娥一號衛星，嫦娥二號衛星的奔月時間縮短了一半還多，預計112小時(近5天)即可到達月球。

　　專家指出，嫦娥二號衛星的發射成功，充分驗證了火箭直接把衛星送上地月轉移軌道的技術和能力，將成為我國探月后續工程采用的軌道方式。

　　從“固定靶”到“移動靶”

　　“從原理上講，火箭發射的不同軌道只是火箭最終達到點和最終速度的不同。其實，軌道設計很復雜。”中國運載火箭技術研究院總體部長三甲系列火箭主任設計師李聃介紹說。

　　地月轉移軌道的軌道設計要受到多方面因素的制約，其中主要包括火箭一級落區、測控覆蓋范圍和地月日三者之間的運動規律。

　　我國在西昌衛星發射中心發射的火箭，其一二級分離后，一級火箭的殼體和發動機按規定要落在云南省特定的區域內。在這個區域，已經形成了發射時人員撤離的慣例，對地面人員的安全容易管理。所以設計軌道時，必須把一級火箭的落區限定在原有特定區域。這使火箭在一級飛行時的軌道沒有“自由發揮”的余地。

　　第二個因素是我國發射測控網的限制。在現階段，我國的測控網主要包括三個部分，一部分是我國陸上建設的測控站，另一部分是通過合作可以使用的外國陸上測控站，還有一部分就是我國目前在役使用的幾艘測控船。這些不同的設施構成了我國火箭發射時可利用的測控網。

　　火箭發射時，測控系統要對火箭進行實時測控。因此，其飛行軌道必須處于測控網覆蓋的范圍內，這對一種新軌道的選擇形成了另一個很苛刻的限制。

　　第三個制約因素來自地月日的運動規律。地月轉移軌道要求星箭分離時，衛星必須處在奔月軌道的入口處，否則只有通過衛星機動的方式進行軌道調整，違背了節省衛星燃料的最基本要求。所以，對于火箭來說，必須把衛星準確送入軌道的入口處。

　　李聃介紹，把衛星準確送入軌道的入口處，就意味著星箭分離時衛星具有符合要求的初速度、太陽翼必須處于太陽直射光線下以便衛星有足夠的能源。“發射的時間不同，軌道的入口也不同，同時太陽直射光線的角度也會發生變化。”李耽說，“所以，必須嚴密考慮地月日三者之間的相互關系和運動規律。相比于嫦娥一號衛星發射時的火箭飛行軌道，本次發射由‘固定靶’升級為‘移動靶’，難度自然大大增加。”

　　在嫦娥二號衛星確定由長三丙火箭發射后，中國運載火箭技術研究院的專家認真地設計了火箭的發射軌道。之后，又經過來自全國的專家經過多次反復核算，才最終確定下來。(陳全育)