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国防部网北京12月15日电 据中国军网(蔡金曼、解放军报记者张晓祺)报道:仰望星空,浩瀚无垠的深空牵动着中华民族的千年梦想。2012年12月13日,我国深空探测征程再传佳音——嫦娥二号卫星在距离地球700万公里外的深空,成功飞越探测以西方神话中“战神”图塔蒂斯命名的小行星。至此,嫦娥二号再拓展试验圆满成功,嫦娥二号工程完美收官。
从距地38万公里的月球,到150万公里的日地拉格朗日L2点,再到700万公里的小行星……超期服役近两年的嫦娥二号卫星,承载着中国航天人的光荣与梦想,不断开拓创新试验任务,创造并刷新“中国高度”,实现了中国月球及深空探测领域一个又一个新突破。
■奔向38万公里外的月球:由“替补”到“先锋”
“嫦娥二号本是嫦娥一号的备份,我们原计划用它来弥补嫦娥一号任务的风险。”中国探月工程首任总指挥栾恩杰表示。2007年10月,嫦娥一号任务取得圆满成功。嫦娥二号怎么办?这成为探月工程领导小组着力研究的问题。2007年12月,探月工程领导小组组织开展嫦娥二号适用方案论证。
2008年2月15日,国务院正式批准探月工程二期立项,成立由国防科工局牵头,科技部、总装备部、中国科学院和中国航天科技集团公司等单位参加的探月工程重大专项领导小组,工业和信息化部副部长、国防科工局局长陈求发任组长和工程总指挥。“落月探测”研制工作正式启动。
2008年6月,国防科工局召开专题会议,决定将嫦娥二号确定为工程二期的先导星,主要验证“软着陆”任务部分关键技术,并依据发射顺序,命名为嫦娥二号卫星。
陈求发要求,综合考虑工程一期取得的成果、工程二期的技术难度、备份产品的技术状态和工程相关系统的条件,将备份星进行技术改进,为工程二期验证新技术、降低工程实施风险更具价值。
2008年10月16日,国务院批准实施嫦娥二号任务。至此,从“绕”起步、为“落”而生的嫦娥二号,由“替补”变身“先锋”。
2010年10月1日,肩负着全新历史使命的嫦娥二号划破苍穹、奔向月球。
从“替补”到“先锋”,开拓进取的航天人对嫦娥二号卫星做了大量技术改进,并新研了部分载荷和试验分系统,实现了新的技术跨越:开辟了奔月时间短、卫星燃料消耗少的直接奔月轨道;验证了X频段深空测控技术,实现了航天测控由S向X频段的跨越;对月面虹湾地区进行高分辨率成像,为嫦娥三号“软着陆”任务积累了经验。
“探月工程五大系统全体参研参试人员,在任务研制过程中,始终坚持‘保进度、保质量、保安全、保成功’的‘四保’原则,用工程的圆满成功,向祖国和人民汇报,这是全体参研人员的共同心声。”陈求发说。
■飞向150万公里外的L2点:由探月卫星变身太阳系人造小行星
2010年12月,嫦娥二号任务圆满成功。“嫦娥”归宿再次成为全社会关注的焦点。
探月工程总设计师吴伟仁回忆,当时专家们的建议主要有3种:一是让嫦娥返回地球轨道附近;二是撞向月球为嫦娥三号落月积累经验和数据;三是远赴深空,开展拓展性试验。
“探索未知世界,是人类矢志不渝的追求。为最大限度发挥卫星的作用,深化和拓展月球及深空探测成果,国防科工局组织带领工程各有关方面,深入研究,科学策划,系统论证方案。”吴伟仁表示。
2011年1月18日,陈求发主持召开探月工程重大专项领导小组第八次会议。这次会议综合权衡卫星状态、燃料剩余、测控通信能力、技术试验与科学探测价值等因素,最终选择了最具风险也最具价值的方案——开展拓展试验。
为确保完成三项拓展试验,国防科工局牵头,组织卫星、测控和地面应用三大系统,细致研究燃料利用、试验时机、月食应对等因素,统筹兼顾三项试验任务,明确提出了“确保卫星安全、合理安排试验、尽量延长寿命、务求最大效益”的试验原则,重点对飞往距离地球约150万公里远的、太阳与地球引力平衡点——日地拉格朗日L2点探测,进行了4个多月的专题论证,形成了完整的顶层设计和实施方案。
“嫦娥二号的拓展试验包括三项内容:一是补全月球南北两极漏拍点;二是在月球背面测控无法支持情况下,用主发动机点火降轨至15公里轨道高度,再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像;第三项也是最重要的一项,是从月球轨道出发,奔向日地L2点,进行深空探测。”探月二期工程总体部部长刘彤杰介绍说。
2011年4月1日,嫦娥二号半年设计寿命期满,既定的六大工程目标和四大科学探测任务圆满完成,由于实现零窗口发射,火箭、卫星的高精度轨道控制,使星上剩余燃料充足,全系统状态正常稳定,拓展试验方案经专家评审和总指挥批准后随即展开。
2011年4月下旬至5月底,开展了补拍月球南北两极漏拍点和再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像亮相拓展试验。
2011年6月9日,奔向L2点的第三项拓展试验实施。嫦娥二号受控飞离月球,奔向150万公里远的日地拉格朗日L2点,开启了中国深空探测的新征程。
此次拓展性试验,具有轨道新、距离远、飞行时间长、准备时间短等特点,对嫦娥二号卫星系统、测控系统和地面应用系统都是极大的挑战。
为确保拓展试验成功实施,工程总体统一部署,探月与航天工程中心组织卫星系统、测控系统和地面应用系统,精心组织开展了飞离月球探测试验的专题研究和论证,明确了技术试验和科学探测目标,制订了缜密的试验方案。
2011年8月25日,嫦娥二号精确飞抵L2点并进入环绕轨道,标志着三项拓展试验圆满成功。我国成为世界上继欧空局和美国之后第三个造访L2点的国家和组织。
此后,嫦娥二号环绕L2点进行了为期10个月的科学探测,获得了地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马爆的大量科学数据。
嫦娥二号拓展试验的成功实施,实现了我国航天从38万公里到150万公里的跨越,创造了我国航天乃至国际航天的多个“第一”:国际上,第一次获得7米分辨率的全月球立体影像图,第一次从月球轨道出发探测拉格朗日点,第一次实现我国对月球以远的太空进行探测;我国第一次开展拉格朗日点转移轨道和使命轨道的设计和控制,并实现了150-170万公里远距离测控通信。
通过开展拓展试验,嫦娥二号的工作寿命延长至两年多。这“多出来的”两年时间,对航天人更是弥足珍贵。嫦娥二号也成为我国第一次进行一次发射、探测多个目标、执行多科学探测任务的有益尝试。
■迈向700万公里深空:飞越探测小行星
2012年3月,嫦娥二号环绕L2点飞行200余天,全面完成了拓展任务工程目标和科学探测任务。孜孜不倦、不懈求索的航天人没有停下脚步,如何发挥“嫦娥”余热已早在酝酿之中了。
“要最大限度发挥嫦娥二号潜力。再拓展试验要创新,要有中国特色,再提升一个高度。”陈求发强调。工程总师系统和国防科工局探月与航天工程中心,多次组织卫星、测控、地面应用三大系统,研究嫦娥二号的再拓展试验方案。
讨论、研究、论证;再讨论、再研究、再论证。从L2点飞L1点,飞回月球,从L2点飞走……有关专家提出了若干方案。总师系统对若干方案进行深入论证后,最终建议飞往更远的深空探测小行星,以充分发挥嫦娥二号卫星的科学和技术试验潜力。
2012年6月1日,已在日地拉格朗日L2点开展了10个月科学探测的嫦娥二号卫星,成功变轨,脱离L2点环绕轨道,进入飞往小行星的轨道。
嫦娥二号卫星这次旅行无疑是中国航天史上最远的一次“太空长征”,而这“长征”背后,蕴含着太多的创新与艰辛,凝聚着太多的协同与攻关。
这次再拓展任务能否成功,关键在于图塔蒂斯小行星轨道能否预测精准。工程总体组织地面应用系统及有关单位,集中国内多台天文光学望远镜,多家天文台联合联合攻关,连续精确测定了图塔蒂斯小行星的运行轨道,形成了具有中国特色的该小行星轨道。
12月13日,飞离日地拉格朗日L2点约200天的嫦娥二号卫星,成功受控飞抵距地球约700万公里远的深空。16时30分,嫦娥二号与图塔蒂斯小行星由远及近擦身而过,交会时的相对距离被控制在15公里左右,相对速度近11公里/秒。交会时嫦娥二号星载监视相机对小行星进行了光学成像,真正实现了“轨道测得准、卫星控得住、图像拍得好”的工程目标。至此,嫦娥二号再拓展试验圆满成功,嫦娥二号工程完美收官。
700万公里,新的“中国高度”诞生!
这不仅代表了中国航天器飞行的“距离高度”,更是中国航天日益增强的“科技高度”,凝聚着中国航天不断寻求突破的“创新高度”,折射出决策者志存高远、不惧风险、勇于超越的“气魄高度”!
嫦娥二号再拓展试验的成功实施,使我国首次拥有了飞入行星际的探测器;首次突破并掌握了700万公里远的轨道设计与控制技术;采用光学定轨,形成了具有中国特色的图塔蒂斯小行星轨道;通过在卫星飞行中对我国新建成的喀什35米、佳木斯66米两个深空站和上海65米VLBI站进行标校试验,实战检验了我国深空测控、天文观测的水平和能力,为我国未来的深空探测活动,尤其是小行星探测奠定了坚实的基础。
■飞向更遥远的未来:深空探测征程再启
创新是推动民族进步和社会发展的不竭动力。“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。”党的十八大报告突出强调创新的重要地位。作为国家重大科技专项,探月工程源于创新,又在创新中不断发展。
飞越小行星后,嫦娥二号卫星继续向更远的深空飞行,预计明年1月初将突破1000万公里,实现中国航天人梦想新的超越。
从备份星到先导星,从月球探测卫星到太阳系人造小行星,原本设计寿命仅6个月的嫦娥二号卫星,已经超期服役20余月,她不断华丽蜕变,创造一个又一个奇迹,带给人们一个又一个惊喜。国外媒体和航天专家评述说,嫦娥二号把潜力发挥到了极致,使中国深空探测又向前迈进了一大步。
这一次次蜕变的背后,是由国防科工局牵头的探月工程领导小组,从中国探月工程实际出发作出的一个个科学决策。一个个奇迹的创造,靠的是工程领导小组深入贯彻落实科学发展观,以创新驱动发展,始终科学论证、科学规划、科学组织、科学管理,最大限度挖掘嫦娥二号潜力;靠的是承担工程任务的各单位的大力协作、集智攻关;靠的是各有关地方、部门、单位的大力支持、密切配合;靠的是每一位航天人的勇于探索、勇于超越、勇于奉献。
宇宙空间奥秘无限,航天事业征途漫漫,科技创新永无止境。以月球探测为起步的深空探测工程,集成了我国国防科技工业的高精尖技术成果。在迈向深空的征途上,科研人员实现了中国航天研发、制造、应用能力和水平的跃升,突破了一批核心和关键技术,取得了一系列重大科技创新成果。
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。当前,探月二期工程正处在攻坚阶段。明年,探月工程大幕再启,将迎来承担“落月”任务的嫦娥三号,首次实现我国探测器在地外天体着陆。中国航天人必将大力弘扬“两弹一星”精神、载人航天精神和“军工精神”,继续发扬自尊自强、严谨求实、敢为人先、百折不挠的科研作风,努力营造勇于创新、尊重创新、激励创新、协同创新的文化氛围,将中国航天事业不断推向前进!