卫星系统总设计师 黄江川

发射场系统总设计师 周凤广

火箭系统总设计师 姜杰

测控系统总设计师 钱卫平

　　提示

　　我国“嫦娥二号”探月卫星将于10月1日至3日在西昌卫星发射中心择机发射，目前卫星、火箭、发射场、测控和地面应用五大系统，正在进行发射前最后的技术准备工作。

　　“嫦娥”再度奔月，几多新闻看点。“嫦娥二号”探月卫星发射前夕，本报记者专访“嫦娥二号”五大系统总设计师，为您全面解读“嫦娥二号”即将展开的奔月之旅。

　　卫星系统总师 黄江川

　　谁打造中国奔月首列“直通车”

　　●直接奔月5天到达月球 ●相机成像分辨率优于10米

　　“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份星。因为“嫦娥一号”出色完成了探月一期工程目标，没有必要再发射备份星。为最大限度节省国家的资金，我们对这颗“嫦娥一号”的备份星进行了一系列技术改进，把它改造成了探月二期工程的先导星“嫦娥二号”。从外观来看，“嫦娥二号”和“嫦娥一号”大小和形状几乎完全一样，可谓孪生姊妹。

　　与“嫦娥一号”相比，“嫦娥二号”此次奔月有以下新亮点：

　　直接奔月了。“嫦娥一号”是先发射到地球附近的过渡轨道，绕地球7天以后才飞向月球。最终到38万公里外的月球，“嫦娥一号”飞行了13天多。此次“嫦娥二号”卫星将由运载火箭直接送入奔月轨道，预计5天左右就可到达月球。

　　飞得更近了。相比“嫦娥一号”200公里高度环月轨道，“嫦娥二号”将进行100公里高度环月探测，并将进入100公里×15公里椭圆轨道绕月飞行，最近点距离月球只有15公里，将在更近距离内探测月球地形地貌。

　　装备更好了。“嫦娥二号”将携带诸多新装备奔月，比如，“嫦娥一号”搭载的CCD相机分辨率为120米。而“嫦娥二号”搭载的CCD相机在100公里圆轨道和100公里×15公里椭圆轨道的近月点处，将分别对“嫦娥三号”的预选着陆区进行优于10米和1.5米分辨率的成像试验，能获得更清晰、更详细的月球表面影像数据。

　　技术更新了。同“嫦娥一号”相比，“嫦娥二号”技术系统更加复杂。“嫦娥一号”有9个分系统，“嫦娥二号”增加了一个技术验证系统，主要验证“嫦娥三号”任务的部分关键技术，为后续任务实现月面软着陆积累经验。

　　在“嫦娥二号”执行任务过程中，面临的主要风险有3点：一是发射时火箭能否将卫星精确送入奔月轨道；二是卫星到达月球时能否被月球顺利捕获；三是能否顺利降到距月球15公里的轨道上。“嫦娥二号”卫星设计寿命半年，但只要一切按计划进行，节省出的燃料能够让“嫦娥二号”卫星“伴月”的时间更长，完成更多的探测试验任务。

　　发射场系统总师 周凤广

　　谁让“嫦娥”又一次平安出发

　　●确保设备“健康上岗” ●发射力争“零窗口”

　　尽管已经成功发射了“嫦娥一号”，但对我们来说，每一次发射都是全新的挑战，必须从“零”开始。

　　此次“嫦娥二号”发射任务的新情况，可将其归纳为“两变”：发射位置变了，发射窗口变小了。

　　由于“嫦娥二号”要直飞月球，推力要大。故与“嫦娥一号”选择“一塔制”的3号发射工位不同，“嫦娥二号”将选择“两塔制”(包括脐带塔固定、勤务塔移动)的2号工位进行发射。长征三号丙运载火箭带助推，将带给“嫦娥二号”更强劲的推力。

　　看似简单的位置变化，带来的却是一连串新的技术挑战。为确保已使用20多年的2号工位胜任此次发射任务，我们对其进行了相关技术升级和改造，开展了发射塔大封闭空调系统、常规加注系统等30余项技术改造，仅完成的设计施工图纸就达600多张。

　　“嫦娥二号”发射窗口的变化，也对发射场系统设备的可靠性提出了更高要求。与“嫦娥一号”多次变轨奔月不同，“嫦娥二号”将直接飞向月球，因而发射窗口的限制更多、可选择时段更少。“嫦娥一号”发射窗口设计周期是1个月，“嫦娥二号”窗口周期则是半年。如错过今年10月的发射时机，就只能等到明年4月了。“嫦娥一号”发射实现了“零窗口”，“嫦娥二号”我们力争也要达到这一目标。

　　为确保万无一失，我们严把测试数据关、质量归零关、数据复核关和阶段评审关，系统梳理完善了需重点关注的关键设备和应急预案。

　　只有想不到，没有做不到。我们甚至预想到了防范多种意外灾害，专门对供配电分系统的某些地方进行了改造。为确保每一项设备都“健康上岗”，我们必须精细、精细、再精细……

　　火箭系统总师 姜杰

　　谁再把“嫦娥”托举到月亮门口

　　●独特结构运载能力更强 ●发射4次成功率100%

　　迄今为止，人类已进行的100余次探月活动，成功率仅有50%，其中多数问题源自火箭。相比“嫦娥一号”任务，“嫦娥二号”任务对运载火箭推力的要求更大，卫星入轨精度要求更高。

　　发射“嫦娥一号”时，我们比较小心谨慎，慢慢地调整轨道，飞行了13天14小时19分、行程206万公里才到达月球。这次发射“嫦娥二号”，我们更有把握了，可以直接射向月球，预计5天左右完成38万公里的奔月之旅。当月球捕获“嫦娥二号”后，卫星便可按照我们的设想开展系列试验工作。

　　实现这一目标，离不开成熟的火箭发射技术。其实，发射卫星就像一种特殊的“打靶”，力量要把握得恰到好处——力量大了，卫星有可能直接撞上月球；力量小了，卫星又可能与月球擦肩而过。

　　因此，我们在火箭的选择上慎之又慎。经过反复研究论证，我们把发射“嫦娥二号”的重任交给了长征系列火箭的新成员——长征三号丙运载火箭。

　　与发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭相比，长征三号丙运载能力更大，由2.6吨提高到了3.8吨。火箭起飞重量约为345吨，总长54.84米，整流罩直径4米。

　　自2008年首飞以来，长征三号丙运载火箭已经进行了4次发射，成功率100%。

　　长征三号丙运载火箭属于中国12个型号的长征系列运载火箭之一，是“金牌火箭”长征三号甲的孪生兄弟，最大的特征是由三级液体火箭捆绑2个助推器组成，这种独特的“非全对称”火箭在“长征”系列里是唯一的。它的投入使用，填补了我国高轨道运载能力的一个空白，真正形成火箭运载能力系列化。

　　此外，为满足 “嫦娥二号”任务的多项需求，长征三号丙运载火箭对整流罩等进行了改进，对遥测参数、延时存储器和利用控制机配套数量进行了调整，并采用制导关机技术，完全能满足“嫦娥二号”卫星精确入轨的要求。

　　测控系统总师 钱卫平

　　谁牵手“嫦娥”和月球“亲密接触”

　　●3艘“远望”船列阵大洋 ●106种预案从容应对

　　同样的距离，不一样的路。如果将“嫦娥一号”13天多的“奔月”之路比作“国道”，那么“嫦娥二号”将要走的是一条“高速公路”，只用5天就可重访月宫。

　　“嫦娥二号”采用可连续3天发射的任务方案。与“嫦娥一号”任务布设2艘测量船不同，此次任务我们将布设3艘“远望”测量船，列阵大洋携手牵“嫦娥”。

　　“嫦娥二号”环月后，将择机进入100公里×15公里的椭圆轨道。这就是说，卫星距离月球最近时仅15公里，相当于地面上客机在15000米高空飞行。卫星飞行至月球背面，地面无法监视其状态，加上月球表面有许多6—7公里高的山峰，若控制不好，卫星存在撞月的危险。

　　风筝高飞线在手。“嫦娥二号”在遥远太空能否顺利完成和“月宫”15公里的“亲密接触”，取决于“放风筝者”——咱们航天测控人飞控的精细水平。

　　我们预设了火箭入轨异常、变轨未能实施或滞后实施、发动机故障等共106种预案故障模式，并制定了153种故障处理对策，以此确保“嫦娥二号”任务万无一失。

　　“嫦娥二号”还有一项任务引人注目：验证“嫦娥三号”任务关键技术X频段。X频段是国际深空探测技术的发展趋势，与日益拥挤的S频段相比，X频段测控资源更丰富。从理论上讲，X频段轨道测量精度会更高，也可使相应的星载设备体积小型化，有利于飞行器飞得更远。

　　目前，我国深空网建设已全面展开，将着力建设3个大型深空探测站。预计到2016年左右，可以实现三站联网。不久的未来，将为中国的载人登月、火星探测提供支持……

　　地面应用系统总师 李春来

　　谁让我们更清晰看见月亮的“脸”

　　●一边奔月一边探测 ●15公里“睁眼”拍月球

　　形象地比喻，地面应用系统是探月工程的“头”，又是探月工程的“尾”。在工程初期，地面应用系统要负责科学目标设定；任务实施时，它又是卫星有效载荷业务运行的管理中心，是探测数据的处理与管理中心。不夸张地说，我们“起得最早，睡得最晚”。

　　相比“嫦娥一号”而言，“嫦娥二号”任务我们面临许多新的变化。

　　有效载荷的变化是“嫦娥二号”的重要看点之一。“嫦娥一号”有效载荷是8种，“嫦娥二号”则为7种。尽管我们取消了“嫦娥一号”原有的干涉成像光谱仪，但对激光高度计、X射线谱仪等进行了适应性改造，“嫦娥二号”实际功能更精细更先进了。此外，还有一个变化值得大家关注：“嫦娥一号”是到了月球近月轨道才打开有效载荷，这次“嫦娥二号”有效载荷则是一边奔月一边展开，以便更好探测地月空间环境。

　　随着有效载荷的变化，“嫦娥二号”数据接收任务也将发生重大改变。在“嫦娥一号”任务中，卫星在地月转移轨道，地面应用系统没有数据接收任务。而在“嫦娥二号”任务中，从卫星发射的第二天起，就开始有了数据接收任务。

　　此次“嫦娥二号”数据接收，同“嫦娥一号”一样，主要利用北京密云和云南昆明两个地面接收站。两个地面站分别拥有50米和40米口径天线的数据接收系统。为了保证探测数据接收的可靠性和完整性，两个地面站将同时工作，互为备份。

　　当然，为了更好地完成“嫦娥二号”任务，我们对有关地面数据接收系统进行了针对性改造，提高数据传输效率。数据接收码速率将从3兆/秒提高至6兆/秒，在任务过程中，我们还将试验更高的数据接收速度。

　　“嫦娥二号”相比于“嫦娥一号”而言，最大的一个技术亮点，就是CCD相机分辨率有了量级性提高。

　　2008年11月12日，“嫦娥一号”从距离月球200公里高空获取了“中国第一幅全月球影像图”。这一次，更值得国人期待的是：“嫦娥二号”将从15公里近月点“睁开眼睛”，拍回未来“嫦娥三号”月球预选着陆区的高分辨率的三维影像图。届时，呈现在大家面前的将是更为清晰的“月亮的脸”……