2019-06-24 16:47:02

●吳季激動地說:“胡錦濤總書記對我們的工作給予了高度評價,再次體現(xiàn)了黨中央對嫦娥工程一直以來的英明領(lǐng)導(dǎo)和親切關(guān)懷。”

●基地工作人員說:“無論2號塔還是3號塔,都有一個令國外航天專家都看不懂的秘密。”

●歐陽自遠院士說:“與其讓探月航天器因為燃料耗盡而墜落月球,還不如選擇撞擊月球的方式,多少也能為人類了解月球增加一些資料積累。”

● 發(fā)射成功

嫦娥一號衛(wèi)星發(fā)射成功

2007年11月7日,“嫦娥1號”衛(wèi)星準確進入周期為127分鐘、高度為200公里的月球軌道。

中央領(lǐng)導(dǎo)倍感欣慰,胡錦濤總書記、溫家寶總理相繼發(fā)來賀電,向參與“嫦娥1號”研制、指揮、測控和保障的全體同志表示熱烈祝賀和親切慰問,并希望大家再接再厲,奪取月球探測的新勝利。

“嫦娥1號”的首飛任務(wù)實現(xiàn)了“準確發(fā)射,準確入軌,精密測控,準確變軌,成功繞月”。這標志中國航天史上最遠的“長征”以近乎完美的方式宣告成功。

在發(fā)射的前幾天,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的準備工作緊張而有序,上百人的指揮控制大廳內(nèi)安靜得能聽見一根針掉下的聲音。

“嫦娥1號”的“東方紅3號甲”火箭和“嫦娥1號”相繼被吊裝上發(fā)射塔,并進行最后的測試。

為確保“嫦娥1號”順利升空,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心對2號、3號發(fā)射塔都進行了數(shù)十項技術(shù)改造。

航天專家評價說,升級后的3號發(fā)射塔架是當(dāng)時世界上最先進的發(fā)射塔架之一。數(shù)天之后,“嫦娥1號”就將從85米高的3號發(fā)射塔起飛,奔往38萬公里之外的月球。

基地工作人員說:

無論2號塔還是3號塔,都有一個令國外航天專家都看不懂的秘密。

這個回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)有10根電纜擺桿,國外的擺桿只能支撐火箭,而我們的擺桿還可以自動為火箭充電、充氣、加注燃料,這是我國的專利,國外航天專家都不懂其中的奧秘。

一座城市,承載了中華民族幾千年來的奔月夢想。隨著“嫦娥1號”的騰空而起,“嫦娥奔月”的傳說即將在航天城西昌變?yōu)楝F(xiàn)實。西昌,也將因此成為我國深空探測的起點。

西昌發(fā)射場三面環(huán)山,距離山腰大約兩三百米,一面對著峽谷口。山上樹木郁郁蔥蔥,一條小溪從北面一個小山溝里緩緩流進,將2號發(fā)射塔和3號發(fā)射塔分隔在兩個區(qū)域里。離山腰更遠的是亞洲最高的2號發(fā)射塔,固定架和移動塔處于分開的狀態(tài),分別矗立在一條鐵軌的兩頭。

離山腰更近的便是即將發(fā)射“嫦娥1號”的3號塔。和2號塔不同的是,3號塔是全封閉的,從外面看就像一座沒有窗戶的大樓,樓頂上方是一部巨大的橘紅色吊車。

為了“嫦娥1號”的成功發(fā)射,西昌發(fā)射基地進行了嚴格的安全措施。無論是當(dāng)?shù)鼐用襁€是基地工作人員,提到地點時都用編號來代替。

基地工作人員說:

整個發(fā)射系統(tǒng)分為測試、指揮控制、跟蹤測量、通信、氣象和勤務(wù)保障六大系統(tǒng),分布在峽谷不同的區(qū)域,每個區(qū)域用一個數(shù)字來代替。

為了保障“嫦娥1號”的成功發(fā)射,基地進行了多次試發(fā)射。每次發(fā)射前,村鎮(zhèn)里的干部和基地工作人員會挨家挨戶地通知人員撤離。居民也都非常配合。

一個當(dāng)?shù)鼐用裾f:

每次發(fā)射前后的兩三個小時,我們都會撤離到離發(fā)射場4公里以外的區(qū)域。

熱浪沖到臉上,就像面對著剛揭開的熱蒸籠一樣。聲音也很大,即使在兩公里外把耳朵塞得緊緊的,還是覺得震耳欲聾。

一般也就撤離兩三個小時,發(fā)射升空后就可以返回家里,我們都已經(jīng)習(xí)以為常了。

居民們當(dāng)時還是希望看到“嫦娥1號”的發(fā)射。一個本地居民說:

畢竟這是第一次探月,跟原來發(fā)射的不一樣。撤離4公里之外也能看到火箭升空后的壯觀景象。

2007年10月24日18時5分,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,隨著01號指揮員的準確、果斷、有力的發(fā)射口令,“東方紅3號甲”運載火箭攜帶“嫦娥1號”衛(wèi)星順利升空。

將“嫦娥1號”衛(wèi)星送上太空的,是“東方紅3號甲”運載火箭。這次發(fā)射是“東方紅3號甲”運載火箭的第十五次發(fā)射,迄今為止,這一型號火箭的發(fā)射成功率達到了100%。

美國和蘇聯(lián)在20世紀的探月活動,因運載火箭故障造成的探測失利占了很大比重。因此,運載火箭的高可靠性,是確保探月成功的必要前提。

在發(fā)射“嫦娥1號”前,“東方紅3號甲”運載火箭與應(yīng)用廣泛的“東方紅3號”衛(wèi)星平臺曾多次“聯(lián)姻”,每次都取得圓滿成功,用來發(fā)射在“東方紅3號”衛(wèi)星平臺上研制而成的“嫦娥1號”衛(wèi)星最合適不過了。

在中國現(xiàn)有的3個航天發(fā)射場中,只有西昌衛(wèi)星發(fā)射中心具備發(fā)射“東方紅3號甲”等大推力火箭的能力,而且這里緯度低、海拔高、交通便利,是發(fā)射各類地球同步軌道衛(wèi)星的理想場所。

衛(wèi)星能否準確進入預(yù)定軌道,是判斷發(fā)射是否成功的重要標志。“東方紅3號甲”運載火箭在發(fā)射“嫦娥1號”衛(wèi)星時,通過第一、二級和第三級的第一次點火,先將衛(wèi)星送入近地軌道,并在近地軌道滑行飛行一段時間。

在火箭起飛1249秒時,三級火箭第二次點火;1373秒時,三級火箭二次點火發(fā)動機關(guān)機;1473秒時,星箭分離成功,“嫦娥1號”衛(wèi)星進入近地點約200千米、遠地點約5?1萬千米、運行時間為16小時的大橢圓軌道,成為一顆繞地球飛行的衛(wèi)星。

“嫦娥1號”開始奔月之旅。

嫦娥一號按照指令入軌

在“嫦娥1號”衛(wèi)星飛向38萬公里外月球的過程中,需要進行一系列高度復(fù)雜而又充滿風(fēng)險的動作。

中國繞月探測工程總指揮欒恩杰在接受新華社記者采訪時說:

如果從衛(wèi)星發(fā)射到最后數(shù)據(jù)分析過程的10個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都能順利完成,那么繞月探測就圓滿成功了。

“嫦娥1號”衛(wèi)星在16小時軌道飛行一圈半后,10月25日,地面注入指令,衛(wèi)星上推力為50牛頓的調(diào)姿發(fā)動機開始點火。約4分鐘后,推力為490牛頓的主發(fā)動機點火并實施變軌,將衛(wèi)星軌道近地點抬高到離地球約600公里的地方。

這次變軌表明,“嫦娥1號”衛(wèi)星推進系統(tǒng)工作正常,也為隨后進行的3次近地點變軌奠定了基礎(chǔ)。

這次變軌是“嫦娥1號”衛(wèi)星在約16小時周期的大橢圓軌道上運行一圈半后,在第二個遠地點時實施的。

北京時間10月26日17時44分,“遠望3號”測量船發(fā)來消息:

“嫦娥1號”衛(wèi)星成功實施第二次變軌!

這是衛(wèi)星的第一次近地點變軌。

“嫦娥1號”衛(wèi)星第二次變軌后,將進入24小時周期軌道。遠地點高度由5萬多公里提高到7萬多公里。

北京時間10月29日18時零1分39秒,“遠望3號”測量船消息:

衛(wèi)星成功實施第三次變軌!

10月29日第二次近地點變軌,衛(wèi)星遠地點高度由7萬余公里提高到12萬余公里,開創(chuàng)了我國最遠航天測控的新紀錄,進入繞地飛行48小時周期軌道。

這幾次變軌都是通過衛(wèi)星上的發(fā)動機使衛(wèi)星加速。

從理論上講,這在一次變軌時就可以實現(xiàn),但為了充分利用燃料,同時也為了方便地面控制,把變軌逐步分解。

在3條大橢圓軌道上經(jīng)過7天后,“嫦娥1號”衛(wèi)星將正式奔月。

北京時間10月31日17時28分,“嫦娥1號”衛(wèi)星成功實施第四次變軌,順利進入地月轉(zhuǎn)移軌道,開始飛向月球。衛(wèi)星遠地點高度由12萬余公里提高到37萬余公里,進入114小時地月轉(zhuǎn)移軌道。

這也是衛(wèi)星入軌后的第三次近地點變軌。

北京時間17時15分,“嫦娥1號”衛(wèi)星接到指令:

發(fā)動機工作784秒后,正常關(guān)機!

北京飛控中心對各項測量數(shù)據(jù)的計算表明,衛(wèi)星變軌成功,由繞地飛行軌道順利進入地月轉(zhuǎn)移軌道。

“嫦娥1號”衛(wèi)星選擇的奔月方式有三方面的優(yōu)點:一是可以確保重力損耗控制在5%以下;二是將幾次近地點機動安排在同一地區(qū),有利于地面監(jiān)測;三是安排了24小時軌道,可以比較方便地解決發(fā)射日期延后的問題。在地月轉(zhuǎn)移軌道,也就是從地球軌道到月球軌道的這段距離,“嫦娥1號”衛(wèi)星需要飛行約114個小時。

在人類探月活動的歷史上,曾多次發(fā)生探測器未能實現(xiàn)月球的捕獲而丟失在星際間的事故,這大多是由于飛行過程中衛(wèi)星姿態(tài)和速度控制不精確造成的。

如果衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道近地點有1米/秒的速度誤差或1千米的高度誤差,飛到月球附近時都將產(chǎn)生數(shù)萬米的位置誤差。

在高速飛行的過程中,“嫦娥1號”衛(wèi)星必須在地面的指令下進行中途軌道修正。一般來講,至少需要進行兩次修正,第一次是在進入地月轉(zhuǎn)移軌道的一天之內(nèi),第二次是在到達月球的前一天內(nèi)。這些指令,都是由設(shè)在北京的航天飛行控制中心發(fā)出的。

11月2日10時33分,“嫦娥1號”衛(wèi)星成功實施了首次軌道中途修正。

10時25分,“嫦娥1號”衛(wèi)星按照指令要求,星上裝載的兩個小推力發(fā)動機點火成功,對衛(wèi)星飛行航向?qū)嵤┬拚?/p>

10時33分,發(fā)動機關(guān)機,“嫦娥1號”衛(wèi)星首次軌道修正完成。

衛(wèi)星在發(fā)射升空后,要先用5天的時間圍繞地球轉(zhuǎn)5圈:第一個階段是繞3圈,每圈16小時;第二階段是1圈,每圈用24小時;第三個階段是1圈,每圈用48小時。

火箭把衛(wèi)星送入軌道后,地面注入指令,衛(wèi)星主發(fā)動機點火實施變軌,將近地點抬高到約600公里,讓衛(wèi)星經(jīng)過測控站上方時速度相對減少,便于后續(xù)控制。

第二、三、四次點火實施變軌,讓衛(wèi)星不斷加速。這3次變軌目的都是加速。每變軌一次,衛(wèi)星的速度就增加一點。通過3次累積,衛(wèi)星加速到每秒鐘10?916公里以上,進入地月轉(zhuǎn)移軌道后向月球飛去。

11月5日前后,當(dāng)“嫦娥1號”衛(wèi)星到達距月球200千米位置時,需要實施第一次近月制動。

所謂“近月制動”,就是給在地月轉(zhuǎn)移軌道高速飛行的衛(wèi)星減緩速度,需要進行減速制動,完成“太空剎車減速”,才能被月球引力捕獲,建立正常姿態(tài),進行環(huán)月飛行,成為繞月飛行的衛(wèi)星。

“嫦娥1號”衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過114小時來到距月球約200公里的近月點時,衛(wèi)星飛行速度達到每秒鐘約2?4公里,如不及時有效制動,衛(wèi)星將飛離月球,與月球的再次交匯將更加困難。

如果制動量過大,將會撞擊月球。“減速制動”是否成功,關(guān)鍵取決于衛(wèi)星當(dāng)時的位置和速度矢量是否正確。經(jīng)過多次復(fù)核、復(fù)算,中國已具備對距地球38萬公里上的衛(wèi)星進行精確測控的能力。

11月5日11時15分,“嫦娥1號”衛(wèi)星主發(fā)動機點火,第一次近月制動開始。“嫦娥”近月制動將持續(xù)22分鐘。

11時37分,“嫦娥1號”衛(wèi)星主發(fā)動機關(guān)機,第一次近月制動結(jié)束。到達距離月球420公里,第一次近月制動進入12小時月球軌道。

11月6日,“嫦娥1號”衛(wèi)星進行第二次近月制動,速度進一步降低。衛(wèi)星進入3?5小時軌道,并在這個軌道上運行7圈。

11月7日8時24分,“嫦娥1號”衛(wèi)星第三次近月制動開始。這次近月制動將持續(xù)10分鐘。

8時34分,衛(wèi)星成功完成第三次近月制動,進入周期為127分鐘,環(huán)繞月球南、北極的,高度200公里的極月圓形環(huán)月工作軌道,并向地面?zhèn)骰?0首歌曲。

建立月球工作軌道后,“嫦娥1號”衛(wèi)星攜帶的8種科學(xué)儀器將開始為完成四項科學(xué)任務(wù)目標展開工作。

中國的“嫦娥1號”在萬眾矚目中飛向了藍天,開始了自己的繞月之旅。從此,中國人離自己的千年飛月夢想越來越近了。

嫦娥一號傳回月球圖片

2007年11月26日上午,“嫦娥1號”研制機構(gòu)在北京航天飛行控制中心舉行了“中國首次月球探測工程第一幅月面圖像”發(fā)布儀式。

溫家寶總理等中央領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場看望并慰問了參與工程研制的科技人員。

曾培炎副總理宣讀了黨中央、國務(wù)院、中央軍委的賀電。溫家寶總理作了重要講話,對中國首次月球探測工程的圓滿成功表示熱烈祝賀。

國防科工委月球探測工程中心總工程師楊多和說:

圖像的質(zhì)量非常好,完全符合設(shè)計要求,表明從相機拍攝一直到地面數(shù)據(jù)處理都非常成功。

同一天,國務(wù)院新聞辦公室從中科院空間中心的科技人員手中獲得“嫦娥1號”拍攝的月球清晰照片,并專門召開了新聞發(fā)布會。

中國繞月探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組副組長、國防科工委副主任、國家航天局局長孫來燕在發(fā)布會上介紹說,今年10月24日,“東方紅3號甲”運載火箭搭載“嫦娥1號”衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心準時發(fā)射。在地面測控系統(tǒng)的支持下,衛(wèi)星經(jīng)歷8次變軌,于11月7日準確進入環(huán)月工作軌道。

經(jīng)過一段時間的在軌測試和調(diào)整,11月18日,衛(wèi)星轉(zhuǎn)入對月定向工作狀態(tài)。自11月20日開始,衛(wèi)星搭載的CCD立體相機開機工作,地面應(yīng)用系統(tǒng)獲得第一批對月探測的原始圖像數(shù)據(jù)。

經(jīng)過對接收的圖像數(shù)據(jù)進行技術(shù)處理,并對19條衛(wèi)星軌道探測圖像進行拼接,完成了中國首次月球探測工程第一幅月球圖像的制作。在此基礎(chǔ)上,還完成了三維立體圖像的制作。

這表明工程五大系統(tǒng)已經(jīng)圓滿完成了預(yù)定目標,并為后續(xù)的科學(xué)探測和研究奠定了堅實基礎(chǔ)。

孫來燕認為,中國首次月球探測工程的圓滿成功,是繼人造地球衛(wèi)星、載人航天飛行取得成功之后,中國航天事業(yè)發(fā)展的又一座里程碑;是中國科技自主創(chuàng)新取得的標志性成果。

工程實施過程中,在衛(wèi)星軌道設(shè)計和產(chǎn)品研制、遠距離測控、火箭可靠性增長、高可靠發(fā)射和探測數(shù)據(jù)處理等方面,突破了一批重大關(guān)鍵技術(shù),取得了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科技成果。

中國首次月球探測工程開啟了中國航天發(fā)展的新征程,邁出了中國深空探測的第一步,對推進中國航天科技發(fā)展和空間科學(xué)研究、提升自主創(chuàng)新能力、激發(fā)全民族的科學(xué)探索精神都具有重要意義。

為了確保“嫦娥1號”能正常開展工作以及今后一年的在軌管理,北京航天飛行控制中心主任朱民才告訴與會記者,在技術(shù)方案設(shè)計上,科技人員做了全面細致的工作,制定了幾十份多達4800多頁的技術(shù)方案和各類接口控制文檔、協(xié)同工作程序,并特別為應(yīng)付各種情況下的異常處理,制定了148種故障處理程序。

朱民才介紹,“嫦娥1號”衛(wèi)星的測量與控制是由3個不同類型的測控網(wǎng)共同支持完成的。通過這項技術(shù)的研究,他們解決了不同體制、不同工作模式、不同傳輸協(xié)議的測控網(wǎng)的協(xié)同工作問題。

“嫦娥1號”控制系統(tǒng)主要包括技術(shù)攻關(guān)、方案設(shè)計、系統(tǒng)研制、試驗驗證等工作。

在介紹“嫦娥1號”拍攝月球照片的程序之后,孫來燕特別強調(diào),中國的月球探測工程是一項和平利用太空的科技工程,也是一個開放的工程。

在一期工程實施過程中,中國與俄羅斯、歐洲等一些國家和地區(qū)開展了合作。在去年北京召開的第八屆世界月球大會上,中國就月球探測計劃同世界各國的科技人員和科學(xué)家進行了深入探討和交流。

出席這次新聞發(fā)布會的還有繞月探測工程副總指揮、航天科技集團公司副總經(jīng)理雷凡培,繞月探測工程測控系統(tǒng)副總指揮、中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用中心主任吳季等。

自“嫦娥”奔月以來,它無時無刻不牽動著億萬中國人的心。然而,在億萬中國人中,這些天真正夜不能寐的可能還是承擔(dān)“嫦娥1號”有效載荷研制任務(wù)的科技人員。因為“嫦娥奔月”的任務(wù)之一是取回月球照片,也就是說,“嫦娥1號”能否近距離完成拍攝月球的任務(wù),需要看有效載荷的工作結(jié)果。

2007年11月8日,工程人員已開始對“嫦娥1號”進行長達10天的衛(wèi)星自身的各項功能及它所搭載的探測儀器進行在軌測試,看看它們在繞月飛行狀態(tài)下能不能正常工作,從而為18日正式開始的科學(xué)探測做好準備。

11月9日下午17點29分開始,“嫦娥1號”衛(wèi)星迎來了一項全新的挑戰(zhàn),這就是“日凌”現(xiàn)象。

“日凌”是指太陽、探測衛(wèi)星和地面站的數(shù)據(jù)接收天線恰巧在一條直線上。太陽產(chǎn)生的強大的電磁波將干擾地面站的天線接收衛(wèi)星信號,從而造成通訊中斷。一旦出現(xiàn)“日凌”的情況,不能夠保證連續(xù)對衛(wèi)星跟蹤的條件下,會提前把一些需要執(zhí)行的指令通過注入,提前放在衛(wèi)星上,即使追蹤不到衛(wèi)星,衛(wèi)星也能按照我們預(yù)先設(shè)置在星上的指令去正常執(zhí)行,保證衛(wèi)星的安全。

針對“嫦娥1號”探月衛(wèi)星,中國已經(jīng)啟用了設(shè)備更新、功能更強大的大天線。衛(wèi)星發(fā)射之前,科研人員已經(jīng)計算了“日凌”發(fā)生的具體時間,可以有效防范和降低“日凌”對“嫦娥1號”通信電路的干擾。正常情況下,“嫦娥1號”所受干擾不會影響它完成探月使命。經(jīng)過考驗,“嫦娥1號”安全度過“日凌”。

2007年11月20日,國家航天局宣布:

“嫦娥1號”衛(wèi)星工作正常,有效載荷公用設(shè)備打開。衛(wèi)星已處于三體定向姿態(tài),即太陽帆板跟蹤太陽以保持供電,定向天線跟蹤地球以保持通信,星上安裝有效載荷的一面對著月球以利于科學(xué)探測。開始傳回探測數(shù)據(jù),經(jīng)過處理制作完成第一幅月面圖像。

在第一幅月面圖像傳來后,相繼又傳來更多的有關(guān)月球的圖像。

2007年12月11日,中國國家航天局首次公布了中國發(fā)射的“嫦娥1號”衛(wèi)星拍攝的月球背面部分區(qū)域的影像圖。在這幅圖里,可以清晰的看到萬戶撞擊坑。萬戶撞擊坑位于月球背面南緯9?8度、西經(jīng)138?8度區(qū)域,直徑52公里,從地球上不能直接看到。

20世紀70年代,這座撞擊坑被國際天文聯(lián)合會以中國明代人萬戶的名字命名為“萬戶撞擊坑”。中國明朝官員萬戶將自己綁在捆有47枚自制火箭的椅子上,兩手各持一個大風(fēng)箏,點燃后沖天而起,開天辟地寫就了中國歷史上飛天夢想的壯舉,也成為人類文明史上飛天嘗試的第一人。

2008年1月31日,原國防科工委正式發(fā)布首幅由“嫦娥1號”衛(wèi)星拍攝的月球極區(qū)圖像。這是我國首次獲得此類圖像。

按照工程總體方案,“嫦娥1號”衛(wèi)星上的CCD相機要求的成像范圍在月面南北緯70度以內(nèi)。而在對CCD相機的能力評估后,從1月4日起,科學(xué)家開始利用相機對70度以上的月球南北兩極區(qū)進行光學(xué)成像試驗,并獲得了較高質(zhì)量的圖像。

2008年11月12日15時零5分,由“嫦娥1號”拍攝數(shù)據(jù)制作完成的“中國第一幅全月球影像圖”公布。

影像圖覆蓋了月球西經(jīng)180度到東經(jīng)180度,南北緯90度之間的范圍。這是世界上已公布的月球影像圖中最完整的一幅影像。

“嫦娥1號”為月球畫像繞月探測工程是我國月球探測的第一期工程,即研制和發(fā)射第一顆月球探測衛(wèi)星。該星軌道距離月面的高度為200公里,環(huán)繞月球運行,并將獲得的探測數(shù)據(jù)資料傳回地面。

設(shè)計壽命為1年的“嫦娥1號”衛(wèi)星,將攜帶立體相機、成像光譜儀、激光高度計、微波輻射計、太陽宇宙射線檢測器和低能離子探測器等多種科學(xué)儀器,對月球進行探測。

它在環(huán)月飛行執(zhí)行任務(wù)期間,主要獲取月面的三維影像,分析月面有用元素含量和物質(zhì)類型的分布特點,探測月球土壤厚度,檢測地月空間環(huán)境。其中前三項是國外沒有進行過的項目,第四項是“嫦娥1號”首次獲取8萬公里以外的空間環(huán)境參數(shù)。

此外,“嫦娥1號”將探測14種,其中重要的目標是月球上的氦-3資源。美國曾對月球上5種資源進行探測,氦-3是一種安全高效而又清潔無污染的重要燃料,據(jù)統(tǒng)計,月球上的氦-3可以滿足人類1萬年以上的供電需求。月球土壤中的氦-3含量可達500萬噸。

2008年10月24日,中國國家國防科技工業(yè)局對外宣布:

截至今天,由中國自主研制并成功發(fā)射的首顆繞月探測衛(wèi)星“嫦娥1號”,已按計劃圓滿完成在軌運行和探測一年的各項任務(wù),共獲取了1?37TB的科學(xué)探測數(shù)據(jù)。

“嫦娥1號”勝利繞月并傳回清晰的圖像,說明中國的探月工程進展十分順利。

召開探月成功慶祝大會

2007年12月12日上午,中共中央、國務(wù)院、中央軍委在人民大會堂舉行大會,隆重慶祝我國首次月球探測工程圓滿成功。中共中央政治局常委、全國人大常委會委員長吳邦國主持慶祝大會。

中共中央政治局常委溫家寶、賈慶林、李長春、習(xí)近平、李克強、賀國強、周永康出席大會。

中央黨政軍群有關(guān)部門主要負責(zé)同志,參與月球探測工程的有關(guān)方面代表,以及首都各界代表,共5000多人出席了慶祝大會。

人民大會堂大禮堂內(nèi)樂曲歡快、燈火輝煌,洋溢著熱烈、喜慶的氣氛。

10時,吳邦國宣布大會開始。全體起立,高唱國歌。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤發(fā)表重要講話。月球探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組組長、國防科工委主任張慶偉等也先后作了重要發(fā)言。

在慶祝大會前,胡錦濤、吳邦國、溫家寶、賈慶林、李長春、習(xí)近平、李克強、賀國強、周永康等會見了首次月球探測工程突出貢獻者和突出貢獻單位代表。

中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤在慶祝大會上的重要講話在科技界引起強烈反響。廣大科技工作者表示,要切實貫徹落實胡錦濤同志講話中提出的四個“必須堅持”,建設(shè)創(chuàng)新型國家。

走出會場,中國科學(xué)院空間中心主任、“嫦娥1號”衛(wèi)星有效載荷總指揮吳季激動地說:

胡錦濤總書記對我們的工作給予了高度評價,再次體現(xiàn)了黨中央對嫦娥工程一直以來的英明領(lǐng)導(dǎo)和親切關(guān)懷。

吳季說,胡錦濤總書記在講話中提出必須堅持發(fā)展是第一要義、必須堅持自主創(chuàng)新、必須堅持實施人才強國戰(zhàn)略和必須堅持弘揚求真務(wù)實精神,這四個“必須堅持”將指引我們以更加昂揚的精神狀態(tài)在科學(xué)技術(shù)以及更為廣泛領(lǐng)域努力奮進。吳季還說:

胡錦濤總書記的講話讓我們真切地感到,我們從事的工作不是一項單純的空間探索工作,它對我們中華民族、對我們國家今后按照黨的十七大確定的路線又好又快地發(fā)展,具有重要的啟示和帶動作用。

在今后的工作中,我們要充分發(fā)揮創(chuàng)新精神,動員一切可以動員的力量開展深入的月球與深空科學(xué)研究,不但在深空探測技術(shù)領(lǐng)域取得突破,還要在深空科學(xué)研究領(lǐng)域取得突破,使中國的空間科學(xué)研究自立于世界先進國家之林,為我國的深空探測事業(yè)、航天事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。

繞月探測工程地面應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收分系統(tǒng)主任設(shè)計師蘇彥說:

回顧工程實施的三年多歷程,面對種種難關(guān),面對重重挑戰(zhàn),我們無數(shù)次地加班加點,奮力攻關(guān),付出了汗水與淚水,也感受了喜悅與焦慮。總書記今天給予我們的肯定和贊揚,是對我們的最好激勵。

中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所助理研究員、29歲的李雄耀全程收看了慶祝大會的網(wǎng)絡(luò)實時報道。他深有感觸地說:

探月工程大批的核心關(guān)鍵技術(shù)都是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的,所以探月成功稱得上是中國的成功,是值得全中國人民光榮和驕傲的一件大喜事!

李雄耀印象最為深刻的是胡錦濤總書記“堅持實施人才強國戰(zhàn)略”這句話。李雄耀說,人才強國戰(zhàn)略對所有青年科技工作者和所有年輕人而言都是一個良好的機遇,這就使我們有了發(fā)展的機會、發(fā)揮的平臺,這是對廣大科技工作者的巨大鼓舞。李雄耀表示,把發(fā)展的基點放在自主創(chuàng)新上,才能真正掌握核心技術(shù)、搶占科技制高點。

中國工程院院士、東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會副主任王國棟教授表示,我國首次探月工程圓滿成功,使中華民族千年的奔月夢想開始變?yōu)楝F(xiàn)實,使中國跨入世界上為數(shù)不多的具有深空探測能力國家的行列,這是中國綜合國力顯著增強、自主創(chuàng)新能力和科技水平不斷提高的重要體現(xiàn)。我們要按總書記講話要求,進一步加快自主創(chuàng)新步伐,促進冶金工業(yè)健康、和諧、快速發(fā)展。

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高級工程師俞敦和參與了“嫦娥1號”衛(wèi)星攜帶的“激光高度計”的研制。他說:

聽了胡錦濤總書記的講話,我感觸最深的是“發(fā)展”二字,整個講話中約有100次提到“發(fā)展”,特別指出“必須堅持發(fā)展是第一要義”。

國家需要創(chuàng)新的排頭兵,需要在重點領(lǐng)域有跨越式的發(fā)展。從人造地球衛(wèi)星到載人航天飛行,再到我們正在進行的深空探測,這三步都具有里程碑式的跨越意義。

作為科研一線人員我們感到特別自豪。我們要進一步按照《國家中長期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃綱要》的部署,繼續(xù)開拓奮進,為全面建設(shè)小康社會作出應(yīng)有的貢獻。

在中央領(lǐng)導(dǎo)的親切關(guān)懷下,中國繞月工程取得了重大成功,中國科學(xué)家們又開始準備投入新的探月戰(zhàn)斗。

嫦娥一號成功撞擊月球

2009年3月1日16時13分10秒,在北京航天飛行控制中心科技人員的精確控制下,“嫦娥1號”衛(wèi)星減速、下落,成功撞擊月球。

中國“嫦娥1號”衛(wèi)星準確落于月球東經(jīng)52?36度、南緯1?50度的預(yù)定撞擊點。撞擊月表的一瞬,就是中國首個探月使者迸發(fā)的最后一抹絢麗的生命光彩。

在撞擊過程中,“嫦娥1號”衛(wèi)星攜帶的CCD相機傳回實時圖像,圖像清晰。

至此,在經(jīng)歷了長達494天的飛行后,靜謐、遙遠的月球土地終于成為中國首個“月球使者”的生命最后歸宿。而隨著此次“受控撞月”的準確實施,中國探月一期工程也宣布完美落幕。

“嫦娥1號”衛(wèi)星于2007年10月24日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空開始,共飛行494天,其中環(huán)月482天,期間經(jīng)歷3次月食,5次正飛和側(cè)飛姿態(tài)的轉(zhuǎn)換,共傳回1?37TB的有效科學(xué)探測數(shù)據(jù),獲取了全月球影像圖、月表部分化學(xué)元素分布、月表土壤厚度等一系列科學(xué)研究成果,圓滿實現(xiàn)工程目標和科學(xué)目標,為我國月球探測后續(xù)工程和深空探測奠定了堅實的基礎(chǔ)。

至2008年10月,探月衛(wèi)星完成預(yù)定在軌1年的各項探測任務(wù)后,工作狀態(tài)仍然良好,燃料也很充足。

為了充分利用“嫦娥1號”衛(wèi)星在軌的寶貴資源,為后續(xù)任務(wù)積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,中國探月工程領(lǐng)導(dǎo)小組決定:按照“軌道從高到低,風(fēng)險從小到大”的原則,應(yīng)用“嫦娥1號”衛(wèi)星開展衛(wèi)星變軌能力、軌道測定能力的10余項驗證試驗,以便充分挖掘衛(wèi)星使用價值,對衛(wèi)星實施有關(guān)在軌試驗,為后續(xù)探月任務(wù)增加技術(shù)儲備從2008年11月8日開始,預(yù)定計劃順利實施,“嫦娥1號”衛(wèi)星軌道由200公里圓軌道降到100公里圓軌道,繼而降到遠月點100公里、近月點15公里的橢圓軌道,再升回到100公里圓軌道。

國防科工局專家表示,在這次降軌試驗中,“嫦娥1號”衛(wèi)星平臺工作正常,地面測控系統(tǒng)開展了一系列試驗,為探月工程二期開展高分辨率對月觀測和實施月面軟著陸等積累了工程經(jīng)驗。

對于“嫦娥1號”衛(wèi)星到底要采取何種方式結(jié)束自己的探測任務(wù),相關(guān)專家一直嚴守機密。

中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁說:

我國探月工程二期確定將實現(xiàn)軟著陸,技術(shù)跨度大,為在撞月過程控制和軌道測定方面積累經(jīng)驗,減少后續(xù)工程風(fēng)險,決定在“嫦娥1號”衛(wèi)星壽命末期,控制衛(wèi)星撞月。

歐陽自遠院士說:

撞擊月球是國際航天領(lǐng)域結(jié)束月球探測器“使命”普遍采用的方式。

與其讓探月航天器因為燃料耗盡而墜落月球,還不如選擇撞擊月球的方式,多少也能為人類了解月球增加一些資料積累。

南京大學(xué)天文學(xué)系蕭耐園教授透露,人類探測器選擇撞擊月球有重要的科學(xué)意義。撞擊成功后會掀起大量的月球塵埃??茖W(xué)家通過分析這些月球塵埃的成分,來解釋月球的起源之謎。而月球的起源之謎目前的學(xué)說都存在比較大的爭論。

另外,探測器如果能夠做到按指定時間撞擊到預(yù)定的地點,將會為下一步其他人類探測器在月球或其他星體精確著陸奠定基礎(chǔ)。

同時,這樣的撞擊,也為防止小行星撞擊地球提供了工程基礎(chǔ)。因為人類對付威脅地球安全的小行星撞擊,目前的手段就是用人造核武器擊中小行星的固定位置,以此改變小行星的運行路線。這次行動無疑是積累了經(jīng)驗。

蕭耐園教授介紹說:

“嫦娥1號”衛(wèi)星在撞擊前還能完成拍攝近距離高分辨照片、拍攝撞擊時的瞬間情況,這些資料對地面分析人員非常有用。

此前,印度的月球探測器“月船1號”所攜帶的月球撞擊探測器于2008年11月14日成功撞擊月球。撞擊產(chǎn)生了巨大月球塵埃,“月船1號”將數(shù)據(jù)傳回地面后,印度科學(xué)家啟動了對有關(guān)數(shù)據(jù)的分析工作,以進一步了解月球表面物質(zhì)構(gòu)成。

但據(jù)歐陽自遠院士透露,由于“月船1號”所攜帶的月球撞擊探測器重量太小,撞擊月球后產(chǎn)生的月球塵埃非常有限。

歐陽自遠院士認為,撞擊月球最成功的是歐洲第一個月球探測器“智能1號”的那次撞擊。2006年,重約370公斤,體積約1立方米,相當(dāng)于一個洗衣機大小的“智能1號”按預(yù)定計劃,以7000公里的時速,與月球表面幾乎平行的1度角成功撞擊月球,在月球表面砸出一個直徑約為3米至10米的大坑,同時激起10多公里厚的塵埃。

“嫦娥1號”衛(wèi)星長2米、寬1?72米、高2?2米,體積約7?5立方米,相當(dāng)于一輛越野車,兩側(cè)太陽能電池帆板完全展開后最大跨度達18?1米。

撞擊月球產(chǎn)生的塵埃是否一定比“智能1號”多呢?南京大學(xué)天文學(xué)系蕭耐園教授認為,只要保證衛(wèi)星撞擊前的初始速度,“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球產(chǎn)生的塵埃將肯定比“智能1號”多。

“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球時,由于中國沒有探測器圍繞月球飛行,所以,能否觀測到衛(wèi)星撞擊的過程和撞擊產(chǎn)生的效果,將極大影響“嫦娥1號”撞擊的價值。北京大學(xué)焦維新教授在接受《北京科技報》記者采訪時說:

中國將可能和日本科學(xué)家合作,利用日本的探月衛(wèi)星“月亮女神”對“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球的全過程實施觀測,并且將數(shù)據(jù)傳回地面,中日雙方將共享相關(guān)數(shù)據(jù)。

但是,歐陽自遠院士認為,利用“月亮女神”衛(wèi)星對“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球的全過程實施觀測的難度非常大。

要讓“月亮女神”觀測到“嫦娥1號”的撞月全過程,必須保證在“嫦娥1號”撞月的時候,“月亮女神”正好飛行到撞擊的上空。并且,“月亮女神”攜帶相機的拍攝角度正對撞擊地點。這兩個條件,要通過兩國科學(xué)家的通力合作。顯然,控制兩顆衛(wèi)星同時在38萬公里外的月球上完成任務(wù)是非常困難的。

2006年,歐洲“智能1號”衛(wèi)星系統(tǒng)位于美國夏威夷的一個觀測站拍攝到“智能1號”撞擊月球后發(fā)出的“明亮閃光”。中國的地面觀測站能否觀測到“嫦娥1號”的這次撞擊呢?

歐陽自遠院士介紹說:

如果“嫦娥1號”撞擊月球的時候,正好是正對地球的一面,中國的地面觀測站也有可能觀測到撞擊形成的亮點。但是,這只能證明衛(wèi)星撞上月球。

蕭耐園教授說,“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球形成的巨大塵埃,國內(nèi)只有河北興隆國家天文臺的2?16米射電望遠鏡能觀測到??茖W(xué)家根據(jù)天文望遠鏡觀測到的紅外線光譜,能夠?qū)υ虑虻膲m埃成分進行分析,對于人類進一步了解月球形成過程有很大的幫助。蕭耐園教授說:

最重要的是,如果“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球時,日本和印度的探月衛(wèi)星正好飛臨撞擊上空,大量的數(shù)據(jù)將被獲取。這也將是中國對國際航天研究的一大貢獻。

最終,有關(guān)負責(zé)人正式對外界公布了超期“服役”的中國首顆探月衛(wèi)星“嫦娥1號”的最后歸屬:

“嫦娥1號”衛(wèi)星將選擇適當(dāng)時機,實施落月任務(wù)。

為了保證“嫦娥1號”衛(wèi)星成功“受控撞月”,“嫦娥1號”任務(wù)飛行控制組選擇在青島和喀什兩個測控站,同時進行測控時間段內(nèi)的“撞月控制”。

15時36分,“嫦娥1號”衛(wèi)星開始減速。

16時13分10秒,“嫦娥1號”衛(wèi)星成功落在月球的豐富海區(qū)域。

在中國探月一期工程完美落幕的同時,中國探月二期工程正緊張進行。吳偉仁透露,二期工程各項工作已全面展開,著陸器和巡視器技術(shù)是工程中的關(guān)鍵技術(shù)。

這標志中國的探月一期工程已經(jīng)圓滿完成,探月二期工程全面啟動。

人們有理由相信:在黨中央的關(guān)懷下,在科學(xué)家們的努力工作下,中國的探月工程會越來越光明。

本書主要參考資料

《中國探月》國防科工委月球探測工程中心編科學(xué)出版社

《“嫦娥一號”完美謝幕的幕后故事》許琦敏編文匯報

《中南海三代領(lǐng)導(dǎo)集體與共和國科教實錄》岳慶平等編中國經(jīng)濟出版社

《嫦娥一號計劃撞月激起塵?;虺?ldquo;智能1號”》陳永杰編北京科技報

《繞月工程總師解讀嫦娥奔月從夢想飛往現(xiàn)實》安世者編人民日報

《揭秘中國探月工程:月球密碼》雙平著首都師范大學(xué)出版社

《奔月――中國探月工程總設(shè)計師孫家棟》王建蒙著當(dāng)代中國出版社出版

三、發(fā)射成功

●吳季激動地說:“胡錦濤總書記對我們的工作給予了高度評價,再次體現(xiàn)了黨中央對嫦娥工程一直以來的英明領(lǐng)導(dǎo)和親切關(guān)懷。”

●基地工作人員說:“無論2號塔還是3號塔,都有一個令國外航天專家都看不懂的秘密。”

●歐陽自遠院士說:“與其讓探月航天器因為燃料耗盡而墜落月球,還不如選擇撞擊月球的方式,多少也能為人類了解月球增加一些資料積累。”

● 發(fā)射成功

嫦娥一號衛(wèi)星發(fā)射成功

2007年11月7日,“嫦娥1號”衛(wèi)星準確進入周期為127分鐘、高度為200公里的月球軌道。

中央領(lǐng)導(dǎo)倍感欣慰,胡錦濤總書記、溫家寶總理相繼發(fā)來賀電,向參與“嫦娥1號”研制、指揮、測控和保障的全體同志表示熱烈祝賀和親切慰問,并希望大家再接再厲,奪取月球探測的新勝利。

“嫦娥1號”的首飛任務(wù)實現(xiàn)了“準確發(fā)射,準確入軌,精密測控,準確變軌,成功繞月”。這標志中國航天史上最遠的“長征”以近乎完美的方式宣告成功。

在發(fā)射的前幾天,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的準備工作緊張而有序,上百人的指揮控制大廳內(nèi)安靜得能聽見一根針掉下的聲音。

“嫦娥1號”的“東方紅3號甲”火箭和“嫦娥1號”相繼被吊裝上發(fā)射塔,并進行最后的測試。

為確保“嫦娥1號”順利升空,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心對2號、3號發(fā)射塔都進行了數(shù)十項技術(shù)改造。

航天專家評價說,升級后的3號發(fā)射塔架是當(dāng)時世界上最先進的發(fā)射塔架之一。數(shù)天之后,“嫦娥1號”就將從85米高的3號發(fā)射塔起飛,奔往38萬公里之外的月球。

基地工作人員說:

無論2號塔還是3號塔,都有一個令國外航天專家都看不懂的秘密。

這個回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)有10根電纜擺桿,國外的擺桿只能支撐火箭,而我們的擺桿還可以自動為火箭充電、充氣、加注燃料,這是我國的專利,國外航天專家都不懂其中的奧秘。

一座城市,承載了中華民族幾千年來的奔月夢想。隨著“嫦娥1號”的騰空而起,“嫦娥奔月”的傳說即將在航天城西昌變?yōu)楝F(xiàn)實。西昌,也將因此成為我國深空探測的起點。

西昌發(fā)射場三面環(huán)山,距離山腰大約兩三百米,一面對著峽谷口。山上樹木郁郁蔥蔥,一條小溪從北面一個小山溝里緩緩流進,將2號發(fā)射塔和3號發(fā)射塔分隔在兩個區(qū)域里。離山腰更遠的是亞洲最高的2號發(fā)射塔,固定架和移動塔處于分開的狀態(tài),分別矗立在一條鐵軌的兩頭。

離山腰更近的便是即將發(fā)射“嫦娥1號”的3號塔。和2號塔不同的是,3號塔是全封閉的,從外面看就像一座沒有窗戶的大樓,樓頂上方是一部巨大的橘紅色吊車。

為了“嫦娥1號”的成功發(fā)射,西昌發(fā)射基地進行了嚴格的安全措施。無論是當(dāng)?shù)鼐用襁€是基地工作人員,提到地點時都用編號來代替。

基地工作人員說:

整個發(fā)射系統(tǒng)分為測試、指揮控制、跟蹤測量、通信、氣象和勤務(wù)保障六大系統(tǒng),分布在峽谷不同的區(qū)域,每個區(qū)域用一個數(shù)字來代替。

為了保障“嫦娥1號”的成功發(fā)射,基地進行了多次試發(fā)射。每次發(fā)射前,村鎮(zhèn)里的干部和基地工作人員會挨家挨戶地通知人員撤離。居民也都非常配合。

一個當(dāng)?shù)鼐用裾f:

每次發(fā)射前后的兩三個小時,我們都會撤離到離發(fā)射場4公里以外的區(qū)域。

熱浪沖到臉上,就像面對著剛揭開的熱蒸籠一樣。聲音也很大,即使在兩公里外把耳朵塞得緊緊的,還是覺得震耳欲聾。

一般也就撤離兩三個小時,發(fā)射升空后就可以返回家里,我們都已經(jīng)習(xí)以為常了。

居民們當(dāng)時還是希望看到“嫦娥1號”的發(fā)射。一個本地居民說:

畢竟這是第一次探月,跟原來發(fā)射的不一樣。撤離4公里之外也能看到火箭升空后的壯觀景象。

2007年10月24日18時5分,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,隨著01號指揮員的準確、果斷、有力的發(fā)射口令,“東方紅3號甲”運載火箭攜帶“嫦娥1號”衛(wèi)星順利升空。

將“嫦娥1號”衛(wèi)星送上太空的,是“東方紅3號甲”運載火箭。這次發(fā)射是“東方紅3號甲”運載火箭的第十五次發(fā)射,迄今為止,這一型號火箭的發(fā)射成功率達到了100%。

美國和蘇聯(lián)在20世紀的探月活動,因運載火箭故障造成的探測失利占了很大比重。因此,運載火箭的高可靠性,是確保探月成功的必要前提。

在發(fā)射“嫦娥1號”前,“東方紅3號甲”運載火箭與應(yīng)用廣泛的“東方紅3號”衛(wèi)星平臺曾多次“聯(lián)姻”,每次都取得圓滿成功,用來發(fā)射在“東方紅3號”衛(wèi)星平臺上研制而成的“嫦娥1號”衛(wèi)星最合適不過了。

在中國現(xiàn)有的3個航天發(fā)射場中,只有西昌衛(wèi)星發(fā)射中心具備發(fā)射“東方紅3號甲”等大推力火箭的能力,而且這里緯度低、海拔高、交通便利,是發(fā)射各類地球同步軌道衛(wèi)星的理想場所。

衛(wèi)星能否準確進入預(yù)定軌道,是判斷發(fā)射是否成功的重要標志。“東方紅3號甲”運載火箭在發(fā)射“嫦娥1號”衛(wèi)星時,通過第一、二級和第三級的第一次點火,先將衛(wèi)星送入近地軌道,并在近地軌道滑行飛行一段時間。

在火箭起飛1249秒時,三級火箭第二次點火;1373秒時,三級火箭二次點火發(fā)動機關(guān)機;1473秒時,星箭分離成功,“嫦娥1號”衛(wèi)星進入近地點約200千米、遠地點約5?1萬千米、運行時間為16小時的大橢圓軌道,成為一顆繞地球飛行的衛(wèi)星。

“嫦娥1號”開始奔月之旅。

嫦娥一號按照指令入軌

在“嫦娥1號”衛(wèi)星飛向38萬公里外月球的過程中,需要進行一系列高度復(fù)雜而又充滿風(fēng)險的動作。

中國繞月探測工程總指揮欒恩杰在接受新華社記者采訪時說:

如果從衛(wèi)星發(fā)射到最后數(shù)據(jù)分析過程的10個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都能順利完成,那么繞月探測就圓滿成功了。

“嫦娥1號”衛(wèi)星在16小時軌道飛行一圈半后,10月25日,地面注入指令,衛(wèi)星上推力為50牛頓的調(diào)姿發(fā)動機開始點火。約4分鐘后,推力為490牛頓的主發(fā)動機點火并實施變軌,將衛(wèi)星軌道近地點抬高到離地球約600公里的地方。

這次變軌表明,“嫦娥1號”衛(wèi)星推進系統(tǒng)工作正常,也為隨后進行的3次近地點變軌奠定了基礎(chǔ)。

這次變軌是“嫦娥1號”衛(wèi)星在約16小時周期的大橢圓軌道上運行一圈半后,在第二個遠地點時實施的。

北京時間10月26日17時44分,“遠望3號”測量船發(fā)來消息:

“嫦娥1號”衛(wèi)星成功實施第二次變軌!

這是衛(wèi)星的第一次近地點變軌。

“嫦娥1號”衛(wèi)星第二次變軌后,將進入24小時周期軌道。遠地點高度由5萬多公里提高到7萬多公里。

北京時間10月29日18時零1分39秒,“遠望3號”測量船消息:

衛(wèi)星成功實施第三次變軌!

10月29日第二次近地點變軌,衛(wèi)星遠地點高度由7萬余公里提高到12萬余公里,開創(chuàng)了我國最遠航天測控的新紀錄,進入繞地飛行48小時周期軌道。

這幾次變軌都是通過衛(wèi)星上的發(fā)動機使衛(wèi)星加速。

從理論上講,這在一次變軌時就可以實現(xiàn),但為了充分利用燃料,同時也為了方便地面控制,把變軌逐步分解。

在3條大橢圓軌道上經(jīng)過7天后,“嫦娥1號”衛(wèi)星將正式奔月。

北京時間10月31日17時28分,“嫦娥1號”衛(wèi)星成功實施第四次變軌,順利進入地月轉(zhuǎn)移軌道,開始飛向月球。衛(wèi)星遠地點高度由12萬余公里提高到37萬余公里,進入114小時地月轉(zhuǎn)移軌道。

這也是衛(wèi)星入軌后的第三次近地點變軌。

北京時間17時15分,“嫦娥1號”衛(wèi)星接到指令:

發(fā)動機工作784秒后,正常關(guān)機!

北京飛控中心對各項測量數(shù)據(jù)的計算表明,衛(wèi)星變軌成功,由繞地飛行軌道順利進入地月轉(zhuǎn)移軌道。

“嫦娥1號”衛(wèi)星選擇的奔月方式有三方面的優(yōu)點:一是可以確保重力損耗控制在5%以下;二是將幾次近地點機動安排在同一地區(qū),有利于地面監(jiān)測;三是安排了24小時軌道,可以比較方便地解決發(fā)射日期延后的問題。在地月轉(zhuǎn)移軌道,也就是從地球軌道到月球軌道的這段距離,“嫦娥1號”衛(wèi)星需要飛行約114個小時。

在人類探月活動的歷史上,曾多次發(fā)生探測器未能實現(xiàn)月球的捕獲而丟失在星際間的事故,這大多是由于飛行過程中衛(wèi)星姿態(tài)和速度控制不精確造成的。

如果衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道近地點有1米/秒的速度誤差或1千米的高度誤差,飛到月球附近時都將產(chǎn)生數(shù)萬米的位置誤差。

在高速飛行的過程中,“嫦娥1號”衛(wèi)星必須在地面的指令下進行中途軌道修正。一般來講,至少需要進行兩次修正,第一次是在進入地月轉(zhuǎn)移軌道的一天之內(nèi),第二次是在到達月球的前一天內(nèi)。這些指令,都是由設(shè)在北京的航天飛行控制中心發(fā)出的。

11月2日10時33分,“嫦娥1號”衛(wèi)星成功實施了首次軌道中途修正。

10時25分,“嫦娥1號”衛(wèi)星按照指令要求,星上裝載的兩個小推力發(fā)動機點火成功,對衛(wèi)星飛行航向?qū)嵤┬拚?/p>

10時33分,發(fā)動機關(guān)機,“嫦娥1號”衛(wèi)星首次軌道修正完成。

衛(wèi)星在發(fā)射升空后,要先用5天的時間圍繞地球轉(zhuǎn)5圈:第一個階段是繞3圈,每圈16小時;第二階段是1圈,每圈用24小時;第三個階段是1圈,每圈用48小時。

火箭把衛(wèi)星送入軌道后,地面注入指令,衛(wèi)星主發(fā)動機點火實施變軌,將近地點抬高到約600公里,讓衛(wèi)星經(jīng)過測控站上方時速度相對減少,便于后續(xù)控制。

第二、三、四次點火實施變軌,讓衛(wèi)星不斷加速。這3次變軌目的都是加速。每變軌一次,衛(wèi)星的速度就增加一點。通過3次累積,衛(wèi)星加速到每秒鐘10?916公里以上,進入地月轉(zhuǎn)移軌道后向月球飛去。

11月5日前后,當(dāng)“嫦娥1號”衛(wèi)星到達距月球200千米位置時,需要實施第一次近月制動。

所謂“近月制動”,就是給在地月轉(zhuǎn)移軌道高速飛行的衛(wèi)星減緩速度,需要進行減速制動,完成“太空剎車減速”,才能被月球引力捕獲,建立正常姿態(tài),進行環(huán)月飛行,成為繞月飛行的衛(wèi)星。

“嫦娥1號”衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過114小時來到距月球約200公里的近月點時,衛(wèi)星飛行速度達到每秒鐘約2?4公里,如不及時有效制動,衛(wèi)星將飛離月球,與月球的再次交匯將更加困難。

如果制動量過大,將會撞擊月球。“減速制動”是否成功,關(guān)鍵取決于衛(wèi)星當(dāng)時的位置和速度矢量是否正確。經(jīng)過多次復(fù)核、復(fù)算,中國已具備對距地球38萬公里上的衛(wèi)星進行精確測控的能力。

11月5日11時15分,“嫦娥1號”衛(wèi)星主發(fā)動機點火,第一次近月制動開始。“嫦娥”近月制動將持續(xù)22分鐘。

11時37分,“嫦娥1號”衛(wèi)星主發(fā)動機關(guān)機,第一次近月制動結(jié)束。到達距離月球420公里,第一次近月制動進入12小時月球軌道。

11月6日,“嫦娥1號”衛(wèi)星進行第二次近月制動,速度進一步降低。衛(wèi)星進入3?5小時軌道,并在這個軌道上運行7圈。

11月7日8時24分,“嫦娥1號”衛(wèi)星第三次近月制動開始。這次近月制動將持續(xù)10分鐘。

8時34分,衛(wèi)星成功完成第三次近月制動,進入周期為127分鐘,環(huán)繞月球南、北極的,高度200公里的極月圓形環(huán)月工作軌道,并向地面?zhèn)骰?0首歌曲。

建立月球工作軌道后,“嫦娥1號”衛(wèi)星攜帶的8種科學(xué)儀器將開始為完成四項科學(xué)任務(wù)目標展開工作。

中國的“嫦娥1號”在萬眾矚目中飛向了藍天,開始了自己的繞月之旅。從此,中國人離自己的千年飛月夢想越來越近了。

嫦娥一號傳回月球圖片

2007年11月26日上午,“嫦娥1號”研制機構(gòu)在北京航天飛行控制中心舉行了“中國首次月球探測工程第一幅月面圖像”發(fā)布儀式。

溫家寶總理等中央領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場看望并慰問了參與工程研制的科技人員。

曾培炎副總理宣讀了黨中央、國務(wù)院、中央軍委的賀電。溫家寶總理作了重要講話,對中國首次月球探測工程的圓滿成功表示熱烈祝賀。

國防科工委月球探測工程中心總工程師楊多和說:

圖像的質(zhì)量非常好,完全符合設(shè)計要求,表明從相機拍攝一直到地面數(shù)據(jù)處理都非常成功。

同一天,國務(wù)院新聞辦公室從中科院空間中心的科技人員手中獲得“嫦娥1號”拍攝的月球清晰照片,并專門召開了新聞發(fā)布會。

中國繞月探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組副組長、國防科工委副主任、國家航天局局長孫來燕在發(fā)布會上介紹說,今年10月24日,“東方紅3號甲”運載火箭搭載“嫦娥1號”衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心準時發(fā)射。在地面測控系統(tǒng)的支持下,衛(wèi)星經(jīng)歷8次變軌,于11月7日準確進入環(huán)月工作軌道。

經(jīng)過一段時間的在軌測試和調(diào)整,11月18日,衛(wèi)星轉(zhuǎn)入對月定向工作狀態(tài)。自11月20日開始,衛(wèi)星搭載的CCD立體相機開機工作,地面應(yīng)用系統(tǒng)獲得第一批對月探測的原始圖像數(shù)據(jù)。

經(jīng)過對接收的圖像數(shù)據(jù)進行技術(shù)處理,并對19條衛(wèi)星軌道探測圖像進行拼接,完成了中國首次月球探測工程第一幅月球圖像的制作。在此基礎(chǔ)上,還完成了三維立體圖像的制作。

這表明工程五大系統(tǒng)已經(jīng)圓滿完成了預(yù)定目標,并為后續(xù)的科學(xué)探測和研究奠定了堅實基礎(chǔ)。

孫來燕認為,中國首次月球探測工程的圓滿成功,是繼人造地球衛(wèi)星、載人航天飛行取得成功之后,中國航天事業(yè)發(fā)展的又一座里程碑;是中國科技自主創(chuàng)新取得的標志性成果。

工程實施過程中,在衛(wèi)星軌道設(shè)計和產(chǎn)品研制、遠距離測控、火箭可靠性增長、高可靠發(fā)射和探測數(shù)據(jù)處理等方面,突破了一批重大關(guān)鍵技術(shù),取得了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科技成果。

中國首次月球探測工程開啟了中國航天發(fā)展的新征程,邁出了中國深空探測的第一步,對推進中國航天科技發(fā)展和空間科學(xué)研究、提升自主創(chuàng)新能力、激發(fā)全民族的科學(xué)探索精神都具有重要意義。

為了確保“嫦娥1號”能正常開展工作以及今后一年的在軌管理,北京航天飛行控制中心主任朱民才告訴與會記者,在技術(shù)方案設(shè)計上,科技人員做了全面細致的工作,制定了幾十份多達4800多頁的技術(shù)方案和各類接口控制文檔、協(xié)同工作程序,并特別為應(yīng)付各種情況下的異常處理,制定了148種故障處理程序。

朱民才介紹,“嫦娥1號”衛(wèi)星的測量與控制是由3個不同類型的測控網(wǎng)共同支持完成的。通過這項技術(shù)的研究,他們解決了不同體制、不同工作模式、不同傳輸協(xié)議的測控網(wǎng)的協(xié)同工作問題。

“嫦娥1號”控制系統(tǒng)主要包括技術(shù)攻關(guān)、方案設(shè)計、系統(tǒng)研制、試驗驗證等工作。

在介紹“嫦娥1號”拍攝月球照片的程序之后,孫來燕特別強調(diào),中國的月球探測工程是一項和平利用太空的科技工程,也是一個開放的工程。

在一期工程實施過程中,中國與俄羅斯、歐洲等一些國家和地區(qū)開展了合作。在去年北京召開的第八屆世界月球大會上,中國就月球探測計劃同世界各國的科技人員和科學(xué)家進行了深入探討和交流。

出席這次新聞發(fā)布會的還有繞月探測工程副總指揮、航天科技集團公司副總經(jīng)理雷凡培,繞月探測工程測控系統(tǒng)副總指揮、中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用中心主任吳季等。

自“嫦娥”奔月以來,它無時無刻不牽動著億萬中國人的心。然而,在億萬中國人中,這些天真正夜不能寐的可能還是承擔(dān)“嫦娥1號”有效載荷研制任務(wù)的科技人員。因為“嫦娥奔月”的任務(wù)之一是取回月球照片,也就是說,“嫦娥1號”能否近距離完成拍攝月球的任務(wù),需要看有效載荷的工作結(jié)果。

2007年11月8日,工程人員已開始對“嫦娥1號”進行長達10天的衛(wèi)星自身的各項功能及它所搭載的探測儀器進行在軌測試,看看它們在繞月飛行狀態(tài)下能不能正常工作,從而為18日正式開始的科學(xué)探測做好準備。

11月9日下午17點29分開始,“嫦娥1號”衛(wèi)星迎來了一項全新的挑戰(zhàn),這就是“日凌”現(xiàn)象。

“日凌”是指太陽、探測衛(wèi)星和地面站的數(shù)據(jù)接收天線恰巧在一條直線上。太陽產(chǎn)生的強大的電磁波將干擾地面站的天線接收衛(wèi)星信號,從而造成通訊中斷。一旦出現(xiàn)“日凌”的情況,不能夠保證連續(xù)對衛(wèi)星跟蹤的條件下,會提前把一些需要執(zhí)行的指令通過注入,提前放在衛(wèi)星上,即使追蹤不到衛(wèi)星,衛(wèi)星也能按照我們預(yù)先設(shè)置在星上的指令去正常執(zhí)行,保證衛(wèi)星的安全。

針對“嫦娥1號”探月衛(wèi)星,中國已經(jīng)啟用了設(shè)備更新、功能更強大的大天線。衛(wèi)星發(fā)射之前,科研人員已經(jīng)計算了“日凌”發(fā)生的具體時間,可以有效防范和降低“日凌”對“嫦娥1號”通信電路的干擾。正常情況下,“嫦娥1號”所受干擾不會影響它完成探月使命。經(jīng)過考驗,“嫦娥1號”安全度過“日凌”。

2007年11月20日,國家航天局宣布:

“嫦娥1號”衛(wèi)星工作正常,有效載荷公用設(shè)備打開。衛(wèi)星已處于三體定向姿態(tài),即太陽帆板跟蹤太陽以保持供電,定向天線跟蹤地球以保持通信,星上安裝有效載荷的一面對著月球以利于科學(xué)探測。開始傳回探測數(shù)據(jù),經(jīng)過處理制作完成第一幅月面圖像。

在第一幅月面圖像傳來后,相繼又傳來更多的有關(guān)月球的圖像。

2007年12月11日,中國國家航天局首次公布了中國發(fā)射的“嫦娥1號”衛(wèi)星拍攝的月球背面部分區(qū)域的影像圖。在這幅圖里,可以清晰的看到萬戶撞擊坑。萬戶撞擊坑位于月球背面南緯9?8度、西經(jīng)138?8度區(qū)域,直徑52公里,從地球上不能直接看到。

20世紀70年代,這座撞擊坑被國際天文聯(lián)合會以中國明代人萬戶的名字命名為“萬戶撞擊坑”。中國明朝官員萬戶將自己綁在捆有47枚自制火箭的椅子上,兩手各持一個大風(fēng)箏,點燃后沖天而起,開天辟地寫就了中國歷史上飛天夢想的壯舉,也成為人類文明史上飛天嘗試的第一人。

2008年1月31日,原國防科工委正式發(fā)布首幅由“嫦娥1號”衛(wèi)星拍攝的月球極區(qū)圖像。這是我國首次獲得此類圖像。

按照工程總體方案,“嫦娥1號”衛(wèi)星上的CCD相機要求的成像范圍在月面南北緯70度以內(nèi)。而在對CCD相機的能力評估后,從1月4日起,科學(xué)家開始利用相機對70度以上的月球南北兩極區(qū)進行光學(xué)成像試驗,并獲得了較高質(zhì)量的圖像。

2008年11月12日15時零5分,由“嫦娥1號”拍攝數(shù)據(jù)制作完成的“中國第一幅全月球影像圖”公布。

影像圖覆蓋了月球西經(jīng)180度到東經(jīng)180度,南北緯90度之間的范圍。這是世界上已公布的月球影像圖中最完整的一幅影像。

“嫦娥1號”為月球畫像繞月探測工程是我國月球探測的第一期工程,即研制和發(fā)射第一顆月球探測衛(wèi)星。該星軌道距離月面的高度為200公里,環(huán)繞月球運行,并將獲得的探測數(shù)據(jù)資料傳回地面。

設(shè)計壽命為1年的“嫦娥1號”衛(wèi)星,將攜帶立體相機、成像光譜儀、激光高度計、微波輻射計、太陽宇宙射線檢測器和低能離子探測器等多種科學(xué)儀器,對月球進行探測。

它在環(huán)月飛行執(zhí)行任務(wù)期間,主要獲取月面的三維影像,分析月面有用元素含量和物質(zhì)類型的分布特點,探測月球土壤厚度,檢測地月空間環(huán)境。其中前三項是國外沒有進行過的項目,第四項是“嫦娥1號”首次獲取8萬公里以外的空間環(huán)境參數(shù)。

此外,“嫦娥1號”將探測14種,其中重要的目標是月球上的氦-3資源。美國曾對月球上5種資源進行探測,氦-3是一種安全高效而又清潔無污染的重要燃料,據(jù)統(tǒng)計,月球上的氦-3可以滿足人類1萬年以上的供電需求。月球土壤中的氦-3含量可達500萬噸。

2008年10月24日,中國國家國防科技工業(yè)局對外宣布:

截至今天,由中國自主研制并成功發(fā)射的首顆繞月探測衛(wèi)星“嫦娥1號”,已按計劃圓滿完成在軌運行和探測一年的各項任務(wù),共獲取了1?37TB的科學(xué)探測數(shù)據(jù)。

“嫦娥1號”勝利繞月并傳回清晰的圖像,說明中國的探月工程進展十分順利。

召開探月成功慶祝大會

2007年12月12日上午,中共中央、國務(wù)院、中央軍委在人民大會堂舉行大會,隆重慶祝我國首次月球探測工程圓滿成功。中共中央政治局常委、全國人大常委會委員長吳邦國主持慶祝大會。

中共中央政治局常委溫家寶、賈慶林、李長春、習(xí)近平、李克強、賀國強、周永康出席大會。

中央黨政軍群有關(guān)部門主要負責(zé)同志,參與月球探測工程的有關(guān)方面代表,以及首都各界代表,共5000多人出席了慶祝大會。

人民大會堂大禮堂內(nèi)樂曲歡快、燈火輝煌,洋溢著熱烈、喜慶的氣氛。

10時,吳邦國宣布大會開始。全體起立,高唱國歌。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤發(fā)表重要講話。月球探測工程領(lǐng)導(dǎo)小組組長、國防科工委主任張慶偉等也先后作了重要發(fā)言。

在慶祝大會前,胡錦濤、吳邦國、溫家寶、賈慶林、李長春、習(xí)近平、李克強、賀國強、周永康等會見了首次月球探測工程突出貢獻者和突出貢獻單位代表。

中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤在慶祝大會上的重要講話在科技界引起強烈反響。廣大科技工作者表示,要切實貫徹落實胡錦濤同志講話中提出的四個“必須堅持”,建設(shè)創(chuàng)新型國家。

走出會場,中國科學(xué)院空間中心主任、“嫦娥1號”衛(wèi)星有效載荷總指揮吳季激動地說:

胡錦濤總書記對我們的工作給予了高度評價,再次體現(xiàn)了黨中央對嫦娥工程一直以來的英明領(lǐng)導(dǎo)和親切關(guān)懷。

吳季說,胡錦濤總書記在講話中提出必須堅持發(fā)展是第一要義、必須堅持自主創(chuàng)新、必須堅持實施人才強國戰(zhàn)略和必須堅持弘揚求真務(wù)實精神,這四個“必須堅持”將指引我們以更加昂揚的精神狀態(tài)在科學(xué)技術(shù)以及更為廣泛領(lǐng)域努力奮進。吳季還說:

胡錦濤總書記的講話讓我們真切地感到,我們從事的工作不是一項單純的空間探索工作,它對我們中華民族、對我們國家今后按照黨的十七大確定的路線又好又快地發(fā)展,具有重要的啟示和帶動作用。

在今后的工作中,我們要充分發(fā)揮創(chuàng)新精神,動員一切可以動員的力量開展深入的月球與深空科學(xué)研究,不但在深空探測技術(shù)領(lǐng)域取得突破,還要在深空科學(xué)研究領(lǐng)域取得突破,使中國的空間科學(xué)研究自立于世界先進國家之林,為我國的深空探測事業(yè)、航天事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。

繞月探測工程地面應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收分系統(tǒng)主任設(shè)計師蘇彥說:

回顧工程實施的三年多歷程,面對種種難關(guān),面對重重挑戰(zhàn),我們無數(shù)次地加班加點,奮力攻關(guān),付出了汗水與淚水,也感受了喜悅與焦慮??倳浗裉旖o予我們的肯定和贊揚,是對我們的最好激勵。

中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所助理研究員、29歲的李雄耀全程收看了慶祝大會的網(wǎng)絡(luò)實時報道。他深有感觸地說:

探月工程大批的核心關(guān)鍵技術(shù)都是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的,所以探月成功稱得上是中國的成功,是值得全中國人民光榮和驕傲的一件大喜事!

李雄耀印象最為深刻的是胡錦濤總書記“堅持實施人才強國戰(zhàn)略”這句話。李雄耀說,人才強國戰(zhàn)略對所有青年科技工作者和所有年輕人而言都是一個良好的機遇,這就使我們有了發(fā)展的機會、發(fā)揮的平臺,這是對廣大科技工作者的巨大鼓舞。李雄耀表示,把發(fā)展的基點放在自主創(chuàng)新上,才能真正掌握核心技術(shù)、搶占科技制高點。

中國工程院院士、東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會副主任王國棟教授表示,我國首次探月工程圓滿成功,使中華民族千年的奔月夢想開始變?yōu)楝F(xiàn)實,使中國跨入世界上為數(shù)不多的具有深空探測能力國家的行列,這是中國綜合國力顯著增強、自主創(chuàng)新能力和科技水平不斷提高的重要體現(xiàn)。我們要按總書記講話要求,進一步加快自主創(chuàng)新步伐,促進冶金工業(yè)健康、和諧、快速發(fā)展。

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高級工程師俞敦和參與了“嫦娥1號”衛(wèi)星攜帶的“激光高度計”的研制。他說:

聽了胡錦濤總書記的講話,我感觸最深的是“發(fā)展”二字,整個講話中約有100次提到“發(fā)展”,特別指出“必須堅持發(fā)展是第一要義”。

國家需要創(chuàng)新的排頭兵,需要在重點領(lǐng)域有跨越式的發(fā)展。從人造地球衛(wèi)星到載人航天飛行,再到我們正在進行的深空探測,這三步都具有里程碑式的跨越意義。

作為科研一線人員我們感到特別自豪。我們要進一步按照《國家中長期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃綱要》的部署,繼續(xù)開拓奮進,為全面建設(shè)小康社會作出應(yīng)有的貢獻。

在中央領(lǐng)導(dǎo)的親切關(guān)懷下,中國繞月工程取得了重大成功,中國科學(xué)家們又開始準備投入新的探月戰(zhàn)斗。

嫦娥一號成功撞擊月球

2009年3月1日16時13分10秒,在北京航天飛行控制中心科技人員的精確控制下,“嫦娥1號”衛(wèi)星減速、下落,成功撞擊月球。

中國“嫦娥1號”衛(wèi)星準確落于月球東經(jīng)52?36度、南緯1?50度的預(yù)定撞擊點。撞擊月表的一瞬,就是中國首個探月使者迸發(fā)的最后一抹絢麗的生命光彩。

在撞擊過程中,“嫦娥1號”衛(wèi)星攜帶的CCD相機傳回實時圖像,圖像清晰。

至此,在經(jīng)歷了長達494天的飛行后,靜謐、遙遠的月球土地終于成為中國首個“月球使者”的生命最后歸宿。而隨著此次“受控撞月”的準確實施,中國探月一期工程也宣布完美落幕。

“嫦娥1號”衛(wèi)星于2007年10月24日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空開始,共飛行494天,其中環(huán)月482天,期間經(jīng)歷3次月食,5次正飛和側(cè)飛姿態(tài)的轉(zhuǎn)換,共傳回1?37TB的有效科學(xué)探測數(shù)據(jù),獲取了全月球影像圖、月表部分化學(xué)元素分布、月表土壤厚度等一系列科學(xué)研究成果,圓滿實現(xiàn)工程目標和科學(xué)目標,為我國月球探測后續(xù)工程和深空探測奠定了堅實的基礎(chǔ)。

至2008年10月,探月衛(wèi)星完成預(yù)定在軌1年的各項探測任務(wù)后,工作狀態(tài)仍然良好,燃料也很充足。

為了充分利用“嫦娥1號”衛(wèi)星在軌的寶貴資源,為后續(xù)任務(wù)積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,中國探月工程領(lǐng)導(dǎo)小組決定:按照“軌道從高到低,風(fēng)險從小到大”的原則,應(yīng)用“嫦娥1號”衛(wèi)星開展衛(wèi)星變軌能力、軌道測定能力的10余項驗證試驗,以便充分挖掘衛(wèi)星使用價值,對衛(wèi)星實施有關(guān)在軌試驗,為后續(xù)探月任務(wù)增加技術(shù)儲備從2008年11月8日開始,預(yù)定計劃順利實施,“嫦娥1號”衛(wèi)星軌道由200公里圓軌道降到100公里圓軌道,繼而降到遠月點100公里、近月點15公里的橢圓軌道,再升回到100公里圓軌道。

國防科工局專家表示,在這次降軌試驗中,“嫦娥1號”衛(wèi)星平臺工作正常,地面測控系統(tǒng)開展了一系列試驗,為探月工程二期開展高分辨率對月觀測和實施月面軟著陸等積累了工程經(jīng)驗。

對于“嫦娥1號”衛(wèi)星到底要采取何種方式結(jié)束自己的探測任務(wù),相關(guān)專家一直嚴守機密。

中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁說:

我國探月工程二期確定將實現(xiàn)軟著陸,技術(shù)跨度大,為在撞月過程控制和軌道測定方面積累經(jīng)驗,減少后續(xù)工程風(fēng)險,決定在“嫦娥1號”衛(wèi)星壽命末期,控制衛(wèi)星撞月。

歐陽自遠院士說:

撞擊月球是國際航天領(lǐng)域結(jié)束月球探測器“使命”普遍采用的方式。

與其讓探月航天器因為燃料耗盡而墜落月球,還不如選擇撞擊月球的方式,多少也能為人類了解月球增加一些資料積累。

南京大學(xué)天文學(xué)系蕭耐園教授透露,人類探測器選擇撞擊月球有重要的科學(xué)意義。撞擊成功后會掀起大量的月球塵埃。科學(xué)家通過分析這些月球塵埃的成分,來解釋月球的起源之謎。而月球的起源之謎目前的學(xué)說都存在比較大的爭論。

另外,探測器如果能夠做到按指定時間撞擊到預(yù)定的地點,將會為下一步其他人類探測器在月球或其他星體精確著陸奠定基礎(chǔ)。

同時,這樣的撞擊,也為防止小行星撞擊地球提供了工程基礎(chǔ)。因為人類對付威脅地球安全的小行星撞擊,目前的手段就是用人造核武器擊中小行星的固定位置,以此改變小行星的運行路線。這次行動無疑是積累了經(jīng)驗。

蕭耐園教授介紹說:

“嫦娥1號”衛(wèi)星在撞擊前還能完成拍攝近距離高分辨照片、拍攝撞擊時的瞬間情況,這些資料對地面分析人員非常有用。

此前,印度的月球探測器“月船1號”所攜帶的月球撞擊探測器于2008年11月14日成功撞擊月球。撞擊產(chǎn)生了巨大月球塵埃,“月船1號”將數(shù)據(jù)傳回地面后,印度科學(xué)家啟動了對有關(guān)數(shù)據(jù)的分析工作,以進一步了解月球表面物質(zhì)構(gòu)成。

但據(jù)歐陽自遠院士透露,由于“月船1號”所攜帶的月球撞擊探測器重量太小,撞擊月球后產(chǎn)生的月球塵埃非常有限。

歐陽自遠院士認為,撞擊月球最成功的是歐洲第一個月球探測器“智能1號”的那次撞擊。2006年,重約370公斤,體積約1立方米,相當(dāng)于一個洗衣機大小的“智能1號”按預(yù)定計劃,以7000公里的時速,與月球表面幾乎平行的1度角成功撞擊月球,在月球表面砸出一個直徑約為3米至10米的大坑,同時激起10多公里厚的塵埃。

“嫦娥1號”衛(wèi)星長2米、寬1?72米、高2?2米,體積約7?5立方米,相當(dāng)于一輛越野車,兩側(cè)太陽能電池帆板完全展開后最大跨度達18?1米。

撞擊月球產(chǎn)生的塵埃是否一定比“智能1號”多呢?南京大學(xué)天文學(xué)系蕭耐園教授認為,只要保證衛(wèi)星撞擊前的初始速度,“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球產(chǎn)生的塵埃將肯定比“智能1號”多。

“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球時,由于中國沒有探測器圍繞月球飛行,所以,能否觀測到衛(wèi)星撞擊的過程和撞擊產(chǎn)生的效果,將極大影響“嫦娥1號”撞擊的價值。北京大學(xué)焦維新教授在接受《北京科技報》記者采訪時說:

中國將可能和日本科學(xué)家合作,利用日本的探月衛(wèi)星“月亮女神”對“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球的全過程實施觀測,并且將數(shù)據(jù)傳回地面,中日雙方將共享相關(guān)數(shù)據(jù)。

但是,歐陽自遠院士認為,利用“月亮女神”衛(wèi)星對“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球的全過程實施觀測的難度非常大。

要讓“月亮女神”觀測到“嫦娥1號”的撞月全過程,必須保證在“嫦娥1號”撞月的時候,“月亮女神”正好飛行到撞擊的上空。并且,“月亮女神”攜帶相機的拍攝角度正對撞擊地點。這兩個條件,要通過兩國科學(xué)家的通力合作。顯然,控制兩顆衛(wèi)星同時在38萬公里外的月球上完成任務(wù)是非常困難的。

2006年,歐洲“智能1號”衛(wèi)星系統(tǒng)位于美國夏威夷的一個觀測站拍攝到“智能1號”撞擊月球后發(fā)出的“明亮閃光”。中國的地面觀測站能否觀測到“嫦娥1號”的這次撞擊呢?

歐陽自遠院士介紹說:

如果“嫦娥1號”撞擊月球的時候,正好是正對地球的一面,中國的地面觀測站也有可能觀測到撞擊形成的亮點。但是,這只能證明衛(wèi)星撞上月球。

蕭耐園教授說,“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球形成的巨大塵埃,國內(nèi)只有河北興隆國家天文臺的2?16米射電望遠鏡能觀測到。科學(xué)家根據(jù)天文望遠鏡觀測到的紅外線光譜,能夠?qū)υ虑虻膲m埃成分進行分析,對于人類進一步了解月球形成過程有很大的幫助。蕭耐園教授說:

最重要的是,如果“嫦娥1號”衛(wèi)星撞擊月球時,日本和印度的探月衛(wèi)星正好飛臨撞擊上空,大量的數(shù)據(jù)將被獲取。這也將是中國對國際航天研究的一大貢獻。

最終,有關(guān)負責(zé)人正式對外界公布了超期“服役”的中國首顆探月衛(wèi)星“嫦娥1號”的最后歸屬:

“嫦娥1號”衛(wèi)星將選擇適當(dāng)時機,實施落月任務(wù)。

為了保證“嫦娥1號”衛(wèi)星成功“受控撞月”,“嫦娥1號”任務(wù)飛行控制組選擇在青島和喀什兩個測控站,同時進行測控時間段內(nèi)的“撞月控制”。

15時36分,“嫦娥1號”衛(wèi)星開始減速。

16時13分10秒,“嫦娥1號”衛(wèi)星成功落在月球的豐富海區(qū)域。

在中國探月一期工程完美落幕的同時,中國探月二期工程正緊張進行。吳偉仁透露,二期工程各項工作已全面展開,著陸器和巡視器技術(shù)是工程中的關(guān)鍵技術(shù)。

這標志中國的探月一期工程已經(jīng)圓滿完成,探月二期工程全面啟動。

人們有理由相信:在黨中央的關(guān)懷下,在科學(xué)家們的努力工作下,中國的探月工程會越來越光明。

本書主要參考資料

《中國探月》國防科工委月球探測工程中心編科學(xué)出版社

《“嫦娥一號”完美謝幕的幕后故事》許琦敏編文匯報

《中南海三代領(lǐng)導(dǎo)集體與共和國科教實錄》岳慶平等編中國經(jīng)濟出版社

《嫦娥一號計劃撞月激起塵?;虺?ldquo;智能1號”》陳永杰編北京科技報

《繞月工程總師解讀嫦娥奔月從夢想飛往現(xiàn)實》安世者編人民日報

《揭秘中國探月工程:月球密碼》雙平著首都師范大學(xué)出版社

《奔月――中國探月工程總設(shè)計師孫家棟》王建蒙著當(dāng)代中國出版社出版

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