專家表示：中國(guó)衛(wèi)星研制水平仍有較大上升空間(2)

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

　　任務(wù)的變化，使“嫦娥二號(hào)”在許多關(guān)鍵技術(shù)方面都要進(jìn)行原始創(chuàng)新，改進(jìn)了有效載荷性能，提高了對(duì)月科學(xué)探測(cè)的精度。

　　本刊記者獲悉，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星上共有214臺(tái)硬件設(shè)備，其中，繼承“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的產(chǎn)品大約有85%，作過(guò)適應(yīng)性修改的產(chǎn)品大約占10%，新研制的產(chǎn)品約占5%，這些產(chǎn)品都處于不同的狀態(tài)，增大了風(fēng)險(xiǎn)。

　　“嫦娥二號(hào)”上還有很多新技術(shù)是原來(lái)沒(méi)有使用或遇到過(guò)的，比如星上使用的490N發(fā)動(dòng)機(jī)，以往我國(guó)衛(wèi)星使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，在衛(wèi)星上工作的時(shí)間很短，一般衛(wèi)星軌道確定后就切斷了，這次“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星上的490N發(fā)動(dòng)機(jī)則要在軌長(zhǎng)期工作。

　　此外，由于“嫦娥二號(hào)”本是“嫦娥一號(hào)”的備份星，因此星上幾乎所有產(chǎn)品都沒(méi)有備份，這也加大了技術(shù)人員的研制難度，必須確保萬(wàn)無(wú)一失。

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

　　諸多風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)“嫦娥二號(hào)”

　　考慮到“嫦娥二號(hào)”將完成的一系列試驗(yàn)和探測(cè)任務(wù)的復(fù)雜性，于登云坦言，這樣一個(gè)全新的任務(wù)仍面臨著諸多著風(fēng)險(xiǎn)，并且風(fēng)險(xiǎn)的難度系數(shù)相比于“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星要大得多。

　　“把‘嫦娥二號(hào)’衛(wèi)星比作一個(gè)要在嚴(yán)酷環(huán)境中進(jìn)行高難度表演的雜技演員也是毫不為過(guò)的”，“嫦娥二號(hào)”總設(shè)計(jì)師黃江川這樣形容。

　　風(fēng)險(xiǎn)一：能否順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道入口。根據(jù)地球、月亮、太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，衛(wèi)星進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的窗口時(shí)間非常短，若星箭分離時(shí)衛(wèi)星沒(méi)有準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道入口，那么就需對(duì)衛(wèi)星軌道進(jìn)行調(diào)整，會(huì)使衛(wèi)星上的燃料提前消耗，如果偏差過(guò)大，就將影響后續(xù)任務(wù)的執(zhí)行。

　　風(fēng)險(xiǎn)二：能否精準(zhǔn)“剎車”，即衛(wèi)星通過(guò)近月制動(dòng)能否被月球重力場(chǎng)捕獲。

　　“嫦娥二號(hào)”的第一次近月制動(dòng)至關(guān)重要，如果剎車成功，衛(wèi)星會(huì)處在近月點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)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(huì)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(guò)大，衛(wèi)星就會(huì)撞上月球，后果同樣不堪設(shè)想。

　　風(fēng)險(xiǎn)三：能否從100公里的圓軌道過(guò)渡到近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的橢圓軌道。這一動(dòng)作既將驗(yàn)證衛(wèi)星的測(cè)定軌技術(shù)，也要對(duì)后續(xù)工程的備選著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像。因此，要實(shí)施近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的軌道變軌，同時(shí)讓這個(gè)軌道的近月點(diǎn)正好在備選區(qū)域的話，衛(wèi)星就必須在月球無(wú)法朝著地球的那一面變軌。而此時(shí)，地面的遙測(cè)信號(hào)無(wú)法進(jìn)行傳遞，衛(wèi)星是不可人為干預(yù)和控制的，只能依靠衛(wèi)星上已經(jīng)設(shè)置好的自主控制程序進(jìn)行。

　　在衛(wèi)星自主控制程序運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火不成功，那只能等待下一月變軌的機(jī)會(huì)。而如果點(diǎn)火過(guò)了的話，衛(wèi)星將面臨致命風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，如果點(diǎn)火時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成衛(wèi)星軌道低于15公里，就會(huì)加大衛(wèi)星撞上月球上的高山的可能性。

　　風(fēng)險(xiǎn)四：“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星驗(yàn)證的工程任務(wù)內(nèi)容很多，很繁重，往往是一環(huán)扣一環(huán)，技術(shù)人員能否對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行精準(zhǔn)操作，也構(gòu)成了衛(wèi)星的另一重風(fēng)險(xiǎn)。

　　比如，近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的橢圓軌道變軌，實(shí)際上有多重目的在里面，除了驗(yàn)證軌道機(jī)動(dòng)技術(shù)以外，還要對(duì)月球指定區(qū)域進(jìn)行高分辨率成像，同時(shí)還要進(jìn)行X頻段測(cè)控體制方面的驗(yàn)證。這些任務(wù)的密度非常大。因此，為了規(guī)避操作上的風(fēng)險(xiǎn)，確�！版隙鸲�號(hào)”衛(wèi)星的安全，衛(wèi)星型號(hào)隊(duì)伍提出了“操作零缺陷”的要求。

　　風(fēng)險(xiǎn)五：來(lái)自月球具有的特殊空間環(huán)境。月球表面的物質(zhì)分布非常不均勻，造成月球不同區(qū)域的重力場(chǎng)并不一樣。因此，衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間，其軌道要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。

　　此外，太陽(yáng)每11年左右都有一個(gè)活躍期，會(huì)形成太陽(yáng)風(fēng)暴。這對(duì)衛(wèi)星會(huì)造成多種效應(yīng)影響，如果嚴(yán)重的話可能造成電子元器件或者設(shè)備損壞。在“嫦娥二號(hào)”在軌運(yùn)行的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，正好臨近太陽(yáng)風(fēng)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(hào)”任務(wù)具有高風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)于每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，航天科技集團(tuán)公司都要求發(fā)射試驗(yàn)隊(duì)做好周詳?shù)墓收蠎?yīng)對(duì)策略，事先制定完備的預(yù)案，同時(shí)在地面進(jìn)行驗(yàn)證或是仿真實(shí)驗(yàn)。

　　“除了要把工作盡可能做細(xì)外，我們還要把預(yù)案做得更完整，目前，我們已經(jīng)制訂了上百種風(fēng)險(xiǎn)控制方案，但這項(xiàng)工作仍在進(jìn)行之中，一直要到火箭點(diǎn)火發(fā)射為止�！庇诘窃聘嬖V本刊記者，進(jìn)入到月球運(yùn)行軌道后，“嫦娥二號(hào)”還要在軌工作半年。衛(wèi)星在完成在軌測(cè)試的“體檢”后，就可以開(kāi)展試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，風(fēng)險(xiǎn)也無(wú)處不在。“我們目前排了一個(gè)計(jì)劃表和一系列預(yù)案，但在具體的實(shí)施過(guò)程中，還要根據(jù)衛(wèi)星當(dāng)時(shí)的狀態(tài)作出實(shí)時(shí)調(diào)整�！�

　　探月工程要成為“科學(xué)家的眼睛和手”

　　從1970年我國(guó)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，到21世紀(jì)的載人航天工程和月球探測(cè)工程，中國(guó)航天走出了一條獨(dú)立自主的發(fā)展之路。在孫家棟看來(lái)，航天技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅證明了人類“探知未來(lái)”的能力，更成為了人類實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的“載體”。中國(guó)航天將來(lái)要走向太陽(yáng)系的任何一個(gè)星球，為科學(xué)家提供探測(cè)平臺(tái)，成為“科學(xué)家的眼睛和手”。

　　而月球則是人類探索未知的“第一個(gè)選擇”。孫家棟指出，我國(guó)的“嫦娥一號(hào)”探測(cè)拿到的月球數(shù)據(jù)，比以往其他國(guó)家提供的數(shù)據(jù)都要新、全，為科學(xué)家的科學(xué)研究提供了寶貴的科學(xué)數(shù)據(jù)，“中國(guó)實(shí)施探月工程，具有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值”。

　　“進(jìn)行深空探測(cè)的戰(zhàn)略意義，首先就在于‘探索’本身�！比~培建認(rèn)為，走向深空進(jìn)行探索的任務(wù)是長(zhǎng)期的，這是人類歷史前進(jìn)的主題，而一個(gè)國(guó)家能否進(jìn)入深空的能力，也關(guān)乎著其綜合國(guó)力的提升與民族的自信心、自豪感的凝結(jié)。

　　在包括衛(wèi)星系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)和地面應(yīng)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(guó)的火箭系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)的發(fā)展水平已達(dá)到世界領(lǐng)先地位，而衛(wèi)星系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)與世界一流技術(shù)相比仍有差距，“這是由于飛行器和測(cè)控系統(tǒng)變化最大，需要不斷加以技術(shù)上的創(chuàng)新和完善。”

　　孫家棟認(rèn)為，衛(wèi)星發(fā)射是一個(gè)嚴(yán)密的綜合工程，衛(wèi)星上天后，要獨(dú)立生存并完成好賦予的任務(wù)，需要多方面系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和配合。目前，中國(guó)的衛(wèi)星技術(shù)水平已經(jīng)處于前沿，但是與世界上一流技術(shù)相比，在世界航天追求“成功率和穩(wěn)定性”的現(xiàn)在，中國(guó)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(shí)習(xí)生丁慧娜)