千余應急預案保障嫦娥二號

專題:嫦娥二號衛星探月之旅

北京航天飛行控制中心主任朱民才。本報通訊員秦憲安攝

　　如果説嫦娥二號是一隻離地球數萬公里之遙的風箏，那麼在地面，就是由北京飛控中心的工作人員牢牢地拽著這根看不見的“風箏線”，指揮衛星在既定軌道上飛行，完成月面清晰成像等試驗任務。在嫦娥二號發射前夕，記者在飛控大廳採訪了探月工程測控通信指揮部指揮長、北京航天飛行控制中心主任朱民才。

　　他頭髮花白，採訪時並無任務即將臨近的焦慮，相反，卻時常流露出自信的微笑。

　　■關於發射

　　十多個測控站同步監測

　　記者：在嫦娥二號任務中，北京航天飛行控制中心擔負什麼職責？

　　朱民才：北京航天指揮控制中心是嫦娥二號任務的飛行控制中心，是整個飛行控制工作的神經中樞，主要承擔嫦娥二號衛星在軌飛行期間的指揮調度、控制決策、數據處理、信息交換、在軌試驗及長期管理任務。

　　當火箭托舉嫦娥二號升空,一直到衛星進入環月軌道，每一次變軌控制，每一項在軌試驗，每一條上行指令,每一組注入數據,每一個關鍵操作，都是由北京飛控中心組織指揮、準確實施的。遍佈國內外的十多個測控站，分佈在太平洋上的3艘測量船，它們的所有數據，都在這裡匯聚；所有的信息，都從這裡傳輸。

　　記者：在發射期間，飛控中心大廳內主要由哪些工作人員值守？

　　朱民才：飛控中心有飛行控制專家、載荷專家、衛星專家以及遠洋號測控船等多個單位的測量專家。一旦某一部分出現問題，可以及時進行分析解決。

　　記者：針對這次飛行任務，飛控中心準備有多少應急預案？

　　朱民才：針對衛星不同故障的有100多個應急預案，地面設備的有上千個。

　　■關於技術

　　多種因素保證清晰圖片

　　記者：對於我們飛控工作來講，本次的任務和嫦娥一號相比有哪些技術上的變化？

　　朱民才：首先是地月轉移的軌道重構技術，即在沒有調相段的調整緩衝過程的情況下，在入軌“超限”的時候能夠重新建立地月轉移軌道。

　　其次就是考慮姿態控制力干擾的精密定位技術。我們進行這樣的科學實驗是要不斷調整衛星姿態，發動機工作也對軌道産生干擾。而我們就是要做到無論衛星怎麼翻身，都能計算出它的下一步軌跡，從而更精確地確定軌道。

　　再次就是針對近月點的控制，即考慮近地點漂移的非對稱控制技術。玩過照相機的人都知道，相機上的焦距有一定的範圍，而衛星上的相機也一樣。所以要控制衛星在虹灣地區的飛行高度始終在一定範圍之內。那為什麼會出現高度的偏差呢，這是由於月球引力不均勻造成的。所以我們在降軌控制時，就要考慮到月球引力造成的近地點的漂移。把這些因素參考在內，才能保證衛星能夠拍出清晰有效的圖像。

　　另外，還有整個飛行控制的智慧控制技術，此次飛行控制事件比較多，圍繞虹灣成像，不僅有多次近月制動，還有軌道修正，為了其在虹灣地區有良好的拍照條件，我們要智慧地來規劃這幾次控制。

　　記者：那良好的拍照條件要注意哪些因素？

　　朱民才：像我們普通照相一樣，除高度外，還需要光線。所以要保證拍照時月球是白天，還要保證衛星能源充足，要綜合考慮每個條件，才能在最佳時間、最佳地點拍到最佳照片。

　　記者：我們平時拍照時，身體運動太快可能會拍不清楚，衛星會不會出現這種情況，需不需要在拍照時降低它的飛行速度呢？

　　朱民才：地面會告訴衛星拍照時離月面的高度是多少，速度是多少，據此調節曝光來清晰成像。不是依據曝光來調速度，而是依據速度來調曝光。

　　記者：嫦娥二號要在天空飛行多久？

　　朱民才：預計是在軌飛行半年，實際情況還要看狀態而定。比如嫦娥一號預計工作1年，實際飛行了500多天的時間。

　　記者：嫦娥二號任務完成之後，我們北京中心還要做哪些後續工作？

　　朱民才：我們中心還要為嫦娥二號月面觀測和科學實驗進行長期在軌測控與管理。精確控制衛星在其工作軌道上並處於良好的工作狀態。

　　■人物簡歷

　　朱民才男，1961年5月出生，陜西合陽人，博士學位。現任北京航天飛行控制中心主任、研究員，著名航天飛行測控專家，係嫦娥二號任務測控通信指揮部指揮長。曾參加過返回式衛星、太陽同步衛星、地球同步衛星、歷次“神舟”號飛船、嫦娥一號等幾十次測控任務。在飛行控制、軌道確定等方面取得了十多項科技成果，入選“新世紀百千萬人才工程”。著有《載人飛船軌道確定和返回控制》一書，享受政府特殊津貼。

　　■名詞解釋

　　虹灣探月工程總設計師吳偉仁説，虹灣地區在月球北緯43度左右，西經31度左右；南北約100公里，東西約300公里。虹灣，又名“彩虹灣”。當我們仰望夜空時，就能看到月球上有大面積的暗黑色區域，那就是月海。月海並不是真正意義上的海，而是由類似地球玄武岩的岩石組成的平原，月海伸向月陸的部分稱為月灣和月沼，虹灣就是月球的月灣之一。

　　■焦點

　　三大關鍵點考驗嫦娥二號

　　初始軌道

　　超過誤差將重構運行軌道

　　記者：您作為探月工程測控通信指揮長，認為嫦娥二號的探月行動有哪些關鍵點值得特別關注？

　　朱民才：首先，火箭是否將嫦娥二號送入初始軌道。嫦娥一號發射後先繞地球飛行，在這個過程中先後進行了4次調相控制。而此次發射用長征三號丙火箭直接將衛星送入地月轉移軌道，對地面控制的要求更高。火箭的入軌偏差全由中途修正來消除。由於瞄準的近月點距月面僅100公里，最後一次中途修正如産生微小誤差，就面臨撞月風險。

　　此次發射計劃有3次中途修正，還採取了一項應急預案，即誤差一旦超出了既定範圍，將採取軌道重構，重新打造一個新的運行軌道。一旦超出計劃，中途修正的時間和任務量將都會發生變化，這是一個關注的焦點。

　　記者：這三次修正都會進行嗎？首次軌道修正什麼時間開始？

　　朱民才：不一定。嫦娥一號只用了一次中途修正就進入既定軌道，此次能一舉成功更好，但這需要視發射的情況而定。第一次修正的時間，也要視情況而定，要在發現問題前提前修正，就像人生病一樣越早治療越好，要選擇最短時間、最省燃料的方案進行調整。

　　月球捕獲

　　變軌失敗就無法繞月飛行

　　記者：第二個關鍵點是什麼？朱民才：第二個關鍵的焦點就是月球捕獲，即第一次近月制動，開始火箭將衛星送入一個地月大橢圓軌道，在月球引力的影響下，該軌道會變成一個雙曲線的軌道。這個軌道是不閉合的，衛星會被越拋越遠，如果不及時控制將十分危險。近月制動首要任務就是變軌，使它繞月飛行。第一次近月制動時，若衛星發動機未能正常開機或推力不足，衛星將無法進入環月軌道。

　　月面拍攝

　　最關鍵的一次控制

　　記者：最後一個關鍵點呢？朱民才：第三是控制衛星在15公里高度，進行月面拍攝，這是最關鍵的、風險最大的一次控制。15公里離月面太近了，而且月面也並非十分平坦，上面有山，高低不平，如果發動機控制有誤差隨時會面臨撞上的風險。另外月球和地球不同，它的質量分佈不均勻，造成月球引力分佈也不同，變化比地球劇烈得多，也會加大近月飛行的風險。

　　記者：月面拍攝主要拍攝什麼？難度在哪？

　　朱民才：我們想要拍攝的是月球的虹灣地區，為嫦娥三號“落月”做準備。虹灣地區在朝向地球的一面，而我們目前採取的控制方式都是對稱控制。所以如果想控制這一區域的高度，必須在其背面進行控制，即背向地球的一面。這些地區在大部分時間不可見，是測控設備難以控制的地方。

　　對此專家們想了不少辦法，最後採取通過改變推力方向，改變控制位置方法，使得發動機關閉的最後時刻能夠在地面的控制之下。你開不了機沒有問題，但如果關不了機就撞上了，所以嚴密監視衛星的關機狀態，就能確保衛星的安全，就像我們開車控制好“剎車”一樣。

　　03-08版媒體合作：中國網絡電視臺（news.cntv.cn）

　　本報記者李鐵錚通訊員楊冰姜寧