專家表示：中國衛(wèi)星研制水平仍有較大上升空間(2)

　　六、對后續(xù)工程預選著陸區(qū)進行高分辨率成像試驗。“嫦娥一號”衛(wèi)星搭載的CCD相機分辨率為120米，而“嫦娥二號”衛(wèi)星在100公里圓軌道和近月點15公里、遠月點100公里橢圓軌道上，將分別對后續(xù)月球著陸器的預選區(qū)域進行優(yōu)于10米和1.5米分辨率的成像試驗，同時還將探測月球物質成分、月壤特性以及地月與近月空間環(huán)境。

　　任務的變化，使“嫦娥二號”在許多關鍵技術方面都要進行原始創(chuàng)新，改進了有效載荷性能，提高了對月科學探測的精度。

　　本刊記者獲悉，“嫦娥二號”衛(wèi)星上共有214臺硬件設備，其中，繼承“嫦娥一號”衛(wèi)星的產品大約有85%，作過適應性修改的產品大約占10%，新研制的產品約占5%，這些產品都處于不同的狀態(tài)，增大了風險。

　　“嫦娥二號”上還有很多新技術是原來沒有使用或遇到過的，比如星上使用的490N發(fā)動機，以往我國衛(wèi)星使用這種發(fā)動機的時候，在衛(wèi)星上工作的時間很短，一般衛(wèi)星軌道確定后就切斷了，這次“嫦娥二號”衛(wèi)星上的490N發(fā)動機則要在軌長期工作。

　　此外，由于“嫦娥二號”本是“嫦娥一號”的備份星，因此星上幾乎所有產品都沒有備份，這也加大了技術人員的研制難度，必須確保萬無一失。

　　“‘牽一發(fā)而動全身’，‘改衛(wèi)星’比‘造衛(wèi)星’更需要嚴密的系統(tǒng)工程思維和總體思想”，孫家棟分析說，“嫦娥二號”選擇以“嫦娥一號”的備份星為基礎平臺，并在備份星的基礎上進行載荷和技術的適應性改造，“衛(wèi)星研制隊伍在這方面下了不少功夫”。

　　諸多風險考驗“嫦娥二號”

　　考慮到“嫦娥二號”將完成的一系列試驗和探測任務的復雜性，于登云坦言，這樣一個全新的任務仍面臨著諸多著風險，并且風險的難度系數(shù)相比于“嫦娥一號”衛(wèi)星要大得多。

　　“把‘嫦娥二號’衛(wèi)星比作一個要在嚴酷環(huán)境中進行高難度表演的雜技演員也是毫不為過的”，“嫦娥二號”總設計師黃江川這樣形容。

　　風險一：能否順利進入地月轉移軌道入口。根據(jù)地球、月亮、太陽的運動規(guī)律，衛(wèi)星進入地月轉移軌道的窗口時間非常短，若星箭分離時衛(wèi)星沒有準確進入地月轉移軌道入口，那么就需對衛(wèi)星軌道進行調整，會使衛(wèi)星上的燃料提前消耗，如果偏差過大，就將影響后續(xù)任務的執(zhí)行。

　　風險二：能否精準“剎車”，即衛(wèi)星通過近月制動能否被月球重力場捕獲。

　　“嫦娥二號”的第一次近月制動至關重要，如果剎車成功，衛(wèi)星會處在近月點200公里、遠月點8000公里左右的橢圓軌道上，成為月球衛(wèi)星；如果剎車不夠，衛(wèi)星仍會飛出月球的引力范圍，而不被月球捕獲，從而不能環(huán)繞上月球；如果“剎車”力量過大，衛(wèi)星就會撞上月球，后果同樣不堪設想。

　　風險三：能否從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。這一動作既將驗證衛(wèi)星的測定軌技術，也要對后續(xù)工程的備選著陸區(qū)進行高分辨率成像。因此，要實施近月點15公里、遠月點100公里的軌道變軌，同時讓這個軌道的近月點正好在備選區(qū)域的話，衛(wèi)星就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，衛(wèi)星是不可人為干預和控制的，只能依靠衛(wèi)星上已經設置好的自主控制程序進行。

　　在衛(wèi)星自主控制程序運行時，如果發(fā)動機點火不成功，那只能等待下一月變軌的機會。而如果點火過了的話，衛(wèi)星將面臨致命風險。同時，如果點火時間過長，造成衛(wèi)星軌道低于15公里，就會加大衛(wèi)星撞上月球上的高山的可能性。

　　風險四：“嫦娥二號”衛(wèi)星驗證的工程任務內容很多，很繁重，往往是一環(huán)扣一環(huán)，技術人員能否對衛(wèi)星進行精準操作，也構成了衛(wèi)星的另一重風險。

　　比如，近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道變軌，實際上有多重目的在里面，除了驗證軌道機動技術以外，還要對月球指定區(qū)域進行高分辨率成像，同時還要進行X頻段測控體制方面的驗證。這些任務的密度非常大。因此，為了規(guī)避操作上的風險，確保“嫦娥二號”衛(wèi)星的安全，衛(wèi)星型號隊伍提出了“操作零缺陷”的要求。

　　風險五：來自月球具有的特殊空間環(huán)境。月球表面的物質分布非常不均勻，造成月球不同區(qū)域的重力場并不一樣。因此，衛(wèi)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(wèi)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(wèi)星也將面臨這方面的挑戰(zhàn)。

　　趙小津表示，“嫦娥二號”任務具有高風險性，對于每一個風險可能出現(xiàn)的問題，航天科技集團公司都要求發(fā)射試驗隊做好周詳?shù)墓收蠎獙Σ呗裕�事先制定完備的預案，同時在地面進行驗證或是仿真實驗。

　　“除了要把工作盡可能做細外，我們還要把預案做得更完整，目前，我們已經制訂了上百種風險控制方案，但這項工作仍在進行之中，一直要到火箭點火發(fā)射為止。”于登云告訴本刊記者，進入到月球運行軌道后，“嫦娥二號”還要在軌工作半年。衛(wèi)星在完成在軌測試的“體檢”后，就可以開展試驗。在試驗過程中，風險也無處不在。“我們目前排了一個計劃表和一系列預案，但在具體的實施過程中，還要根據(jù)衛(wèi)星當時的狀態(tài)作出實時調整。”

　　探月工程要成為“科學家的眼睛和手”

　　從1970年我國發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，到21世紀的載人航天工程和月球探測工程，中國航天走出了一條獨立自主的發(fā)展之路。在孫家棟看來，航天技術的不斷發(fā)展，不僅證明了人類“探知未來”的能力，更成為了人類實現(xiàn)夢想的“載體”。中國航天將來要走向太陽系的任何一個星球，為科學家提供探測平臺，成為“科學家的眼睛和手”。

　　而月球則是人類探索未知的“第一個選擇”。孫家棟指出，我國的“嫦娥一號”探測拿到的月球數(shù)據(jù)，比以往其他國家提供的數(shù)據(jù)都要新、全，為科學家的科學研究提供了寶貴的科學數(shù)據(jù)，“中國實施探月工程，具有著很強的現(xiàn)實意義和價值”。

　　“進行深空探測的戰(zhàn)略意義，首先就在于‘探索’本身。”葉培建認為，走向深空進行探索的任務是長期的，這是人類歷史前進的主題，而一個國家能否進入深空的能力，也關乎著其綜合國力的提升與民族的自信心、自豪感的凝結。

　　在包括衛(wèi)星系統(tǒng)、運載火箭系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)和地面應用系統(tǒng)的探月工程的五大系統(tǒng)中，葉培建分析，目前我國的火箭系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)的發(fā)展水平已達到世界領先地位，而衛(wèi)星系統(tǒng)、測控系統(tǒng)與世界一流技術相比仍有差距，“這是由于飛行器和測控系統(tǒng)變化最大，需要不斷加以技術上的創(chuàng)新和完善。”

　　孫家棟認為，衛(wèi)星發(fā)射是一個嚴密的綜合工程，衛(wèi)星上天后，要獨立生存并完成好賦予的任務，需要多方面系統(tǒng)的協(xié)調和配合。目前，中國的衛(wèi)星技術水平已經處于前沿，但是與世界上一流技術相比，在世界航天追求“成功率和穩(wěn)定性”的現(xiàn)在，中國衛(wèi)星的研制水平仍有較大上升空間。□(文/《瞭望》新聞周刊記者袁元 實習生丁慧娜)