2007年11月02日 星期五
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科學(xué)的奔月路線圖確保"嫦娥"與月球精確"約會(huì)"
2007年11月02日 12:34 來(lái)源:中國(guó)新聞網(wǎng)

    北京時(shí)間十月三十一日十七時(shí)十五分,北京航天飛行控制中心成功對(duì)“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星實(shí)施第三次近地點(diǎn)變軌,衛(wèi)星順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,由此真正開始了她的奔月之旅!版隙鹨惶(hào)”衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作七百八十四秒后,正常關(guān)機(jī)。北京航天飛行控制中心對(duì)各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算表明,衛(wèi)星變軌成功,由繞地飛行軌道進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。 中新社發(fā) 孫自法 攝


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  中新網(wǎng)11月2日電 題:設(shè)計(jì)一條科學(xué)的奔月路線圖

  特約記者 陳全育

  月亮是地球唯一的自然天體衛(wèi)星,它以寧?kù)o皎潔的形態(tài)展現(xiàn)在地球人類的面前。在華夏民族的血脈中,它更承載著特殊的文化內(nèi)涵,無(wú)論是傳遞思念的使者,還是奔月嫦娥的文學(xué)意象,它都以“遙遠(yuǎn)”為我們裝點(diǎn)著的某種美麗。

  384,400公里,現(xiàn)代科學(xué)用數(shù)字準(zhǔn)確描述的地月間之平均距離,使這種“遙遠(yuǎn)”有了更加具體的內(nèi)涵。雖然這是科學(xué)意義上離地球最近的天體,但要跨越這近40萬(wàn)公里的距離,實(shí)現(xiàn)月球探測(cè)器與處在對(duì)地公轉(zhuǎn)、自身自轉(zhuǎn)狀態(tài)中的月球的精確“約會(huì)”,卻并非易事。這主要依賴于一條科學(xué)合理的“奔月”路線的精妙設(shè)計(jì)。

  自開展探月活動(dòng)以來(lái),人類共有4種繞月探測(cè)衛(wèi)星的線路方式。第一種,運(yùn)載火箭將月球探測(cè)器送入地球低軌的圓形軌道,然后探測(cè)器自行加速進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道并到達(dá)月球。第二種,運(yùn)載火箭將月球探測(cè)器送入環(huán)地球的大橢圓軌道,然后探測(cè)器在橢圓軌道的近地點(diǎn)處加速進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道并到達(dá)月球。第三種,運(yùn)載火箭將月球探測(cè)器送到地月引力平衡點(diǎn)處,探測(cè)器加速進(jìn)入月球軌道,最終到達(dá)月球。第四種,運(yùn)載火箭直接將月球探測(cè)器送入地月轉(zhuǎn)移軌道并到達(dá)月球。

  考慮到我國(guó)的具體情況,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射窗口按35分鐘控制。經(jīng)過(guò)精確的分析和計(jì)算,為了用最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)奔月過(guò)程,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星最終選擇了第二種線路!版隙鹨惶(hào)衛(wèi)星奔月線路經(jīng)過(guò)了層層篩選,充分體現(xiàn)了中國(guó)航天的特色,既完美地利用了長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭和東方紅三號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn),又保證了很強(qiáng)的安全性!蔽覈(guó)航天系統(tǒng)知名衛(wèi)星軌道專家楊維廉教授介紹說(shuō)。

  長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭將嫦娥一號(hào)衛(wèi)星首先送入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)51000公里、周期為16小時(shí)的環(huán)地球大橢圓軌道。衛(wèi)星在這條軌道上運(yùn)行兩圈,并在第二個(gè)遠(yuǎn)地點(diǎn)作一次小的變軌,將近地點(diǎn)抬高到600公里。此后,在此軌道上運(yùn)行三圈后,衛(wèi)星到達(dá)近地點(diǎn)時(shí)進(jìn)行第一次大的變軌,將軌道周期調(diào)整為24小時(shí)。在這條軌道上運(yùn)行一圈再次到達(dá)近地點(diǎn)時(shí)衛(wèi)星做第二次大的變軌,將軌道周期增加到48小時(shí)。衛(wèi)星在這三條大橢圓軌道上共運(yùn)行約五天,這一段軌道稱為“調(diào)相軌道”。 我國(guó)繞月探測(cè)工程總指揮欒恩杰介紹說(shuō),采用這樣的調(diào)相軌道最大的好處是,可有多次機(jī)會(huì)調(diào)整軌道,消除由于發(fā)射和其他因素造成的誤差,并且每次變軌時(shí),衛(wèi)星相對(duì)于地球的位置基本不變,可以在固定位置對(duì)變軌過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

  衛(wèi)星在調(diào)相軌道運(yùn)行結(jié)束到達(dá)最后一次經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)時(shí),再作一次大的變軌,便進(jìn)入了地月轉(zhuǎn)移軌道。至此,在飛往月球的過(guò)程中,為了獲得足夠大的運(yùn)行軌道,衛(wèi)星共進(jìn)行了3次重要的加速。

  “地月轉(zhuǎn)移軌道是進(jìn)行月球探測(cè)時(shí)最重要的軌道段,也是月球探測(cè)器飛行中最容易出問(wèn)題的軌道部分。衛(wèi)星在這個(gè)軌道段的飛行需要同時(shí)考慮地球、月球甚至太陽(yáng)的引力作用。”楊維廉說(shuō),這一軌道段的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,在衛(wèi)星的實(shí)際運(yùn)行中,還要經(jīng)過(guò)2到3次軌道修正,才能順利奔向月球。

  隨后,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星將沿著這條設(shè)計(jì)精妙的地月轉(zhuǎn)移軌道飛向月球,并在飛行114小時(shí)后到達(dá)近月點(diǎn)。

  嫦娥一號(hào)衛(wèi)星從起飛到進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的飛行過(guò)程中,會(huì)多次經(jīng)過(guò)中國(guó)上空。專家們斷言,如果地理位置、天氣條件允許的話,公眾可能會(huì)用肉眼觀察到現(xiàn)代“嫦娥”奔月的景象。

編輯:唐偉杰】
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