9月25日,2号、3号固定发射塔和总装厂房呈三角形巍然屹立在山涧。
西昌9月29日,作为中国探月工程的二期先导星,嫦娥二号与她的“姐姐”嫦娥一号相比,共有6个方面的改进和不同。
关键技术不同:嫦娥二号将开展6大技术验证
嫦娥二号将试验探月工程二期部分关键技术,进一步深化月球科学探测。
与嫦娥一号相比,嫦娥二号将由“长征三号丙”运载火箭发射至近地点高度200公里、远地点高度约400000公里的地月转移轨道。卫星与火箭分离后,在地面测控支持下,经中途修正,在近月点自主实施制动,实现月球捕获,变轨后进入100公里环月圆轨道。在环月运行期间,卫星将择机实施轨道机动,进入100公里×15公里的椭圆轨道,开展技术验证和二期工程备选着陆区成像试验;试验完成后,返回100公里环月圆轨道,开展月球科学探测。
嫦娥二号在飞行任务期间,将开展6大技术验证:一是配合运载火箭验证地月转移轨道直接发射技术;二是搭载轻小型化X频段深空应答机,配合我国新建的X频段地面测控站,试验X频段测控技术;三是验证距月面100公里近月制动的月球轨道捕获技术;四是验证100公里×15公里轨道机动与飞行技术;五是试验遥测信道低密度奇偶校验码(LDPC)编码技术,月地高速数据传输技术及降落相机技术;六是对备选着陆区进行高分辨率成像试验。
此外,在嫦娥一号的基础上,嫦娥二号改进了有效载荷性能,提高了对月科学探测精度,完成4类科学探测,即获取更高精度月球表面三维影像,分辨率由嫦娥一号的120米提高至优于10米,同时还将探测月球物质成分、月壤特性以及地月与近月空间环境。
频段不同:嫦娥二号首次使用高灵敏度X波段深空应答机技术
与嫦娥一号使用的S频段相比,嫦娥二号首次使用X频段。探月二期工程将采用X波段测控体制,嫦娥二号对此体制将进行先期验证。
目前,国内型号中尚无星地X波段测控体制应用的实践,X波段深空应答机的研制涉及设计、器件和工艺等一系列难点,将重点解决低信噪比的载波捕获与跟踪以及在解调损耗紧张、低信噪比条件下保持较高的灵敏度等关键技术。其难点主要有两个方面:一是低信噪比下的载波捕获跟踪算法,二是小型化、低功耗设计技术。
为此,设计人员采取了以下措施进行解决,一是进行低信噪比下的载波捕获数字处理算法的仿真验证,采用数字基带处理技术,采用FPGA+DSP的框架,在保证精简电路同时,提高系统设计灵活性;二是单机、分系统联试及星地对接试验全面验证。
“嫦娥二号”将试验软着陆技术
轨道设计不同:嫦娥二号轨道设计有四点变化
一是嫦娥一号是由运载火箭送入环绕地球的椭圆轨道,再利用卫星自身推力进入地月转移轨道,而嫦娥二号则是由运载火箭直接送入地月转移轨道;
二是近月制动点轨道高度由嫦娥一号的200公里变为嫦娥二号的100公里;
三是环月轨道由嫦娥一号的200公里变为嫦娥二号的100公里;
四是嫦娥二号将把轨道高度降低至100公里×15公里,对目标区域进行成像。
轨道高度不同:轨道变化将给嫦娥二号带来一系列影响
与嫦娥一号200公里×200公里轨道不同,嫦娥二号的环月轨道调整为100公里圆轨道、100公里×15公里椭圆轨道。
这一轨道变化对卫星总体设计、各分系统适应性方面将带来全局性影响。相比200公里×200公里轨道,低轨道飞行会带来更大的红外热流和月球摄动影响,对轨道预报、轨道控制、测定轨精度提出了更高的要求,也对星上热控、GNC、供配电等分系统带来影响。在系统总体设计方面需调整飞行程序,协调与运载火箭系统、测控系统、地面应用系统间的接口。在适应性修改方面,需适应性调整热控设计、扩大紫外敏感器视场、设计飞行程序,核算功率平衡、定向天线指向和传输时间等。
针对轨道变化带来的一系列难点和风险,嫦娥二号在设计和验证环节主要采取了5方面措施加以保证:一是模飞验证及星地无线联试;二是轨道设计专题控制;三是轨道第三方复核;四是系统充分协调沟通;五是飞行程序分阶段安排4次评审。
携带相机不同:嫦娥二号上面安装了四个微小相机
与嫦娥一号携带的CCD立体相机不同,嫦娥二号卫星安装了3台监视相机与一台降落相机。3台监视相机即490N发动机监视相机、定向天线监视相机及太阳翼监视相机。
太空中温度条件、辐射条件非常恶劣,相机的可靠性安全性设计采用了诸多措施,并在地面进行了各种环境试验验证,充分考核了其性能,确保相机在这种恶劣环境下顺利完成各项任务。
相机通过系统优化设计可做到手掌大小,重量仅三四百克,集成了光、机、电、热等先进技术,能够承受卫星发射过程的强烈力学冲击,并能在恶劣的太空环境下使用。相机集成了自动拍摄、实时图像压缩等智能操作,具备“动静相宜”的拍摄能力,并能做到长寿命,高可靠。
嫦娥二号安装的降落与监视相机,可为其他航天活动的在轨监视提供重要的参考价值。该类型的相机在空间活动监视、深空探测、交会对接等领域有着广阔的应用前景。
嫦娥二号携带的3台监视相机与一台降落相机获得的图像,可为整星提供重要的数据资料,并有利于探月工程成果的展示和宣传,激励人们了解航天、参与航天、热爱航天的热情。
制导导航与控制不同:嫦娥二号GNC(制导导航与控制)系统有三大创新
嫦娥二号GNC产品在主要继承嫦娥一号的基础上,通过软、硬件的修改,实现了3大技术创新:一是通过紫外敏感器的软、硬件修改,实现了近月与环月的辅助导航;二是通过GNC软件升级,实现了更加灵活的轨道控制,可以实现非测控区的轨道控制,并可在变轨后当圈进入对月定向;三是实现了载荷与敏感器互用,紫外敏感器增加了拍图与传图功能,能够拍摄月球的130米分辨率的紫外图像,并能覆盖月面80%以上的区域。
|