您的位置:
腾讯新闻 > 嫦娥二号探月卫星 > 正文

嫦娥二号探月分辨率增数倍 能拍下月球表面80%

2010年09月30日14:44新京报我要评论(0)
字号:T|T
嫦娥二号探月分辨率增数倍 能拍下月球表面80%

9月29日,西昌卫星发射场消防队在进行演练。“嫦娥二号”卫星吊装完毕,测试正常,等待发射。秦宪安 摄

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,共有以下改进和不同。与嫦娥一号相比,嫦娥二号距离月球更近,携带相机手掌大小,只有三四百克重,获取三维影像分辨率更高。另外,紫外敏感器增加拍图与传图功能,能覆盖月面80%以上区域。

1 技术验证 备选着陆区成像试验

嫦娥二号飞行期间,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。

与嫦娥一号相比,嫦娥二号改进了有效载荷性能,提高了对月探测精度,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。

2 频段升级 为二期工程先期验证新频段

与嫦娥一号使用的S频段相比,嫦娥二号首次使用X频段,而X频段测控体制将用于探月二期工程,嫦娥二号先期验证。

目前,国内尚无星地X频段测控体制应用的实践,X频段深空应答机的研制涉及设计、器件和工艺等一系列难点,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。

3 地月直航 直入地月轨道省7天

嫦娥一号由运载火箭送入绕地椭圆轨道,再用卫星自身推力进入地月转移轨道。嫦娥二号则是由运载火箭直接送入地月转移轨道,节省7天时间。

第二,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,环月轨道由嫦娥一号的200公里,变为嫦娥二号的100公里。

四,嫦娥二号将把轨道高度降低至100公里×15公里,对目标区域成像。

4 整星调整 轨道降低需修改飞行程序

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。

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、测定轨精度提出更高要求,也对星上热控、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,在适应性修改方面需适应性调整设计飞行程序等。

针对轨道变化带来的难点和风险,嫦娥二号在设计和验证环节主要采取了5方面措施: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。

5 监视成像 相机手掌大小抗辐射

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、辐射条件恶劣,相机可靠性安全性设计采用了诸多措施。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。嫦娥二号携带相机获得图像,可为整星提供重要数据资料,利于成果展示和宣传。

6 导航控制 变轨当圈进入对月定向

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;二是通过导航和控制(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%以上区域。

历程

备份变先锋 嫦娥二号转身

我国首次月球探测工程于2004年4月16日立项,命名为嫦娥一号。同年12月20日,经中央专委决策增加嫦娥一号备份星,其与嫦娥一号飞行状态完全相同的正样产品于2007年全部研制完成。

2007年12月17日,在嫦娥一号卫星任务工程目标成功后,绕月探测工程领导小组确定:2009年或2010年发射一颗月球探测卫星,技术有所进步,有限经费。

根据该原则,探月与航天工程中心组织论证,并根据顺序命名原则,将备份星命名为嫦娥二号。

2008年6月24日,嫦娥二号卫星专题研究会召开,月球探测工程中心于次日组织补充论证会,提出嫦娥二号卫星作为试验星,以验证二期工程技术为重点。

中国空间技术研究院于2008年7月完成第二轮总体方案论证并上报探月与航天工程中心,嫦娥二号最终被确定为探月二期工程先导星。

嫦娥二号卫星与嫦娥一号卫星一同生产完成,最初它的身份是嫦娥一号的备份星,嫦娥一号成功后,它的身份逐步演变成了先导星。

任务

拍摄嫦娥三号预选着陆区

探月二期工程的先导星嫦娥二号卫星,飞行任务之一是验证软着陆关键技术,直入地月转移轨道,飞向月球的整个行程只需112小时。嫦娥二号卫星安装更多新装备,将要开展X频段深空探测技术试验、紫外导航试验、CCD相机高分辨率成像试验、月壤特性探测等试验项目。完成在轨测试和技术验证后,嫦娥二号还将对嫦娥三号预选着陆区虹湾进行拍照。

十大目标

六大工程目标

一 突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术

二 试验X频段深空测控技术,初步验证深空测控体制,为嫦娥三号任务积累工程经验

三 验证100公里月球轨道捕获技术

四 验证100公里×15公里轨道机动与快速测定轨技术

五 试验低密度校验码(LDPC)遥测信道编码、高速数据传输、降落相机等技术

六 对嫦娥三号任务预选着陆区进行高分辨率成像试验,提高嫦娥三号任务着陆安全性

四大科学目标

一 获取月球表面三维影像,分辨率优于10米

二 探测月球物质成分,探测硅、镁、铝、钙、钛、钾、钍、铀的含量与分布特征,获得元素分布图

三 探测月壤特性,估算月壤厚度

四 嫦娥二号在轨运行期间正是太阳活动高峰年,嫦娥二号可探测研究太阳高能粒子事件、太阳风等,研究太阳活动与地月空间及近月空间环境的相互作用

本版稿件/据新华社电

相关专题:

嫦娥二号探月卫星
[责任编辑:nemoling]
登录 (请登录发言,并遵守相关规定)