嫦娥二號有效載荷今將全部開機 開展4大科學任務

    “嫦娥二號”探月路線圖。

    14日，嫦娥二號衛星與地面進行了天地通信鏈路測試。15日，衛星的所有有效載荷即將打開。與“嫦娥一號”相比，“嫦娥二號”在數據傳輸方面有何改進？如何降軌拍攝未來“嫦娥三號”落月備選著陸區？請看本報最新報道。

    記者14日從國家國防科技工業局獲悉：當天，嫦娥二號衛星與地面進行了天地通信鏈路測試。預計在15日，“嫦娥二號”上所有的有效載荷將全部開機，按計劃對月球進行深入探測。

    與“嫦娥一號”相比，“嫦娥二號”科學數據傳輸能力翻番

    10月9日11時32分，嫦娥二號衛星成功實施第三次近月制動，順利進入軌道高度為100公里的圓形環月工作軌道。按照預定計劃，嫦娥二號衛星上搭載的有效載荷陸續開始工作，進行科學探測活動。

    到10月13日，包括在奔月行程中打開的3個有效載荷和繞月後打開的有效載荷，嫦娥二號衛星已向地面傳回了32G的科學探測數據。

    嫦娥二號任務衛星地面應用系統總指揮劉曉群介紹説，“嫦娥二號”的傳輸科學數據的能力已是“嫦娥一號”的2倍，從3兆碼（3兆/秒）的速率擴展到6兆碼速率。他透露，“嫦娥二號”還將試驗12兆碼的傳輸能力。這將保證衛星獲得的高分辨率數據能夠儘快傳到地面。

    地面應用系統的專家告訴記者，除了數據傳輸速率的提高之外，嫦娥二號衛星傳輸的數據也要多於“嫦娥一號”，這是兩顆衛星在科學數據方面的重要區別。

    地面應用系統總設計師李春來説，如果嫦娥二號衛星的月球圖要真正達到全月球覆蓋，數據傳輸可能就需要12兆碼速率，要求很高。

    另一方面，數據處理的壓力也相應增加。嫦娥一號衛星傳回的120米的分辨率圖像數據，處理就花了很長時間。而“嫦娥二號”的相機分辨率更高，數據量非常大，數據處理將是一個很大的挑戰。

    七大有效載荷將全部開機，四大科學任務展開

    按計劃，嫦娥二號衛星上的七大有效載荷，將在15日全部開機運行，所承擔的四大科學任務也將全部開展，包括獲取分辨率優於10米的月球表面三維影像、探測月球物質成分、探測月壤特性和最早開展的探測地月與近月空間環境。

    嫦娥二號衛星隨身攜帶了執行探測任務的7種儀器裝備：TDI—CCD立體相機、激光高度計、Ｘ射線譜儀、γ射線譜儀、微波探測器、太陽高能粒子探測器和太陽風離子探測器。

    據專家介紹，有效載荷全部開機，一方面其運行和探測獲得的大量科學數據傳輸，將對地面應用系統形成考驗；另一方面，由於衛星需要執行科學任務，有時候需要變換姿勢，因此測控系統也需要時刻關注衛星狀態，並在必要時修正姿態，保持正常軌道。

    與“嫦娥一號”相比，作為衛星與地球聯絡的惟一紐帶，此次“嫦娥二號”的任務測控系統出現多項新變化。

    北京跟蹤與通信技術研究所的測控專家李海濤舉例説，“嫦娥一號”測控系統利用2艘遠望號測量船即可完成任務，而“嫦娥二號”任務由於採用直接將衛星送入地月轉移軌道的發射方案，發射段的測量船數量就需要3艘。

    此外，嫦娥一號衛星攜帶的CCD相機為自主完成成像，圖像分辨率較低，而“嫦娥二號”任務為滿足月球虹灣地區高分辨率成像需求，需要地面利用軌道預報生成CCD相機相關參數數據，並注入衛星才能完成成像。

    降軌探測，將在距月球15公里處拍攝“嫦娥三號”落月備選著陸區

    100公里環月圓軌道是嫦娥二號衛星的“使命軌道”。正是在這個軌道上，“嫦娥二號”要經歷半年的對月科學探測任務。

    專家介紹，“嫦娥二號”將擇機降軌，在距離月球15公里處拍攝未來“嫦娥三號”落月備選著陸區，為後續月球軟著陸提供精細資料。

    降軌探測將是對嫦娥二號衛星最大的一次考驗，也是其最重要的使命之一。按計劃，這次“大考”可能在10月底前後進行——

    嫦娥二號衛星在100公里的環月圓軌道上調整並運行一段時間，將在月球背面自主降軌，進入一個近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道，然後順軌道飛到月球正面的虹灣上空15公里處，衛星上搭載的新研製的TDI—CCD立體相機將對這片地區進行優於1.5米分辨率的成像，勘察地形地貌。

    據介紹，嫦娥三號探測器的月球備選著陸區虹灣位於月球的正面，而嫦娥二號衛星要想在最近點接近虹灣，就必須在其反方向降軌，位置恰恰在月球的背面。

    嫦娥二號任務衛星系統總設計師黃江川説，“這樣我們就看不見衛星，測控也夠不著，只能靠衛星自主去完成降軌。這個動作相對於‘嫦娥一號’，風險大大提高。”

    據黃江川介紹，衛星自主控制降軌的變軌時機是關鍵，因為變軌時機決定了之後的近月點的位置，如果時機不對，到時候衛星在15公里的近月點位置和備選著陸區會有誤差。

    中國西安衛星測控中心的專家説，衛星環月運行高度只有100公里，近月點高度最低只有15公里，加上月球具有不均勻引力和很多環形山，“嫦娥二號”降軌的難度不小。

    當衛星飛經月球表面高約6—7公里的山峰時，兩者最小間距可縮短為8—9公里，可謂是一次最親密接觸。而離月球越近，衛星經受的熱度越高，這對衛星的熱控設計也是一個考驗。