●嫦娥(Change, Lunar Goddess)
中國家喻戶曉的“嫦娥奔月”神話女主人公的名字。英譯名除用漢語拼音Change外,應(yīng)附加意譯Lunar Goddess。
嫦娥奔月的傳說最早見于《歸藏》。1993年湖北王家臺出土的秦簡《歸藏》就有敘述:“昔嫦娥以西王母不死之藥服之,遂奔月為精?!鼻睾啞稓w藏》是抄本,其原書漢初即已失傳,據(jù)考證最晚成書于戰(zhàn)國初期,一說為《周易》前之古《易》。
嫦娥亦作姮娥。姮娥即中國最早的神話地理著作《山海經(jīng)?大荒西經(jīng)》所記“生月十二”的“帝俊妻常羲”。羲古音讀娥,逐漸演變?yōu)槌6稹!俺!迸c“恒”同義,后來在《文選》注等引用《歸藏》時(shí)都用恒娥代常娥。因漢文帝名恒,為了避諱,西漢淮南王劉安在其編撰的《淮南子?覽冥訓(xùn)》中又將恒娥改為姮娥:“羿請不死之藥于西王母,姮娥竊以奔月,悵然有喪,無以續(xù)之?!备哒T注:“姮娥,羿妻,羿請不死之藥于西王母,未及服食之,姮娥盜食之,得仙,奔入月中為月精也。”[1]這大概是“嫦娥奔月”最早的完整敘述。
中華民族古今大量的詩歌中,也常提到嫦娥,如唐李商隱的“嫦娥應(yīng)悔偷靈藥,碧海青天夜夜心”;明何景明的“河邊織女期七夕,天上嫦娥奈九秋”;毛澤東的“寂寞嫦娥舒廣袖,萬里長空且為忠魂舞”。
中國月球探測工程命名為“嫦娥工程”,完全符合航天工程命名三原則[2]:①要表明或隱含工程的功能或用途,“嫦娥”就體現(xiàn)了“奔月”;②要用規(guī)范的詞語,符合漢語構(gòu)詞規(guī)則,最好用漢語固有的詞語,“嫦娥”屬之;③要體現(xiàn)中華民族的文化、歷史特色?!版隙鸨荚隆笔侵腥A民族神話寶庫中的明珠。
●深空(deep space)
指月球及月球軌道以遠(yuǎn),包括太陽系其他天體在內(nèi)的、離地球更遠(yuǎn)的空間(太空),即離地球等于或大于384 400千米的區(qū)域。[3]深空的定義繼承了上世紀(jì)六七十年代阿波羅載人登月和早期行星探測的定義。例如,為載人登月及行星探測建立的跟蹤測控網(wǎng),稱為深空網(wǎng)(Deep Space Network,DSN),沿用至今。
上世紀(jì)末,國際電信聯(lián)盟在關(guān)于無線電頻率分配規(guī)則中,將離地球200萬千米及以遠(yuǎn)的空間稱為“深空”,但其規(guī)定是對無線電頻率使用而言,對航天領(lǐng)域空間的劃分并不適用。
●深空探測(deep space exploration)
對深空及其內(nèi)的天體——行星、小行星、彗星、柯伊伯帶及太陽進(jìn)行的探測。月球是深空中離地球最近的天體,月球探測是深空探測的第一步。
●月球探測衛(wèi)星(lunar exploration satellite)
見《航天科學(xué)技術(shù)名詞》[4]03.014條。指在環(huán)繞地球的軌道上探測月球的人造地球衛(wèi)星。按中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB421—97第3.1.10條規(guī)定,人造地球衛(wèi)星簡稱人造衛(wèi)星或衛(wèi)星。月球探測衛(wèi)星可簡稱為月球衛(wèi)星或探月衛(wèi)星。
●月球探測器(lunar spacecraft, lunar probes)
見《航天科學(xué)技術(shù)名詞》03.065條。指飛向、飛越月球,到達(dá)月球附近或月球表面就近或?qū)嵉靥綔y的航天器,可分為飛越月球探測器、環(huán)月探測器、月球著陸探測器、月面巡視探測器和月球采樣返回探測器。
●環(huán)月探測器(lunar orbiter)
又稱月球軌道器,指在環(huán)繞月球的軌道上,對月球進(jìn)行科學(xué)探測的航天器?!版隙?號”是環(huán)月探測器。根據(jù)天文學(xué)關(guān)于“衛(wèi)星”的定義是“圍繞行星運(yùn)行的天體”[5]。圍繞非行星的月球的物體,不應(yīng)稱為“衛(wèi)星”?!版隙?號”稱為月球衛(wèi)星或探月衛(wèi)星,極易與月球探測衛(wèi)星混為一談。[6]
●飛越月球探測器(lunar fly瞓y probe)
從月球近旁(幾百千米~幾萬千米)越過,利用飛越的短暫時(shí)段對月球進(jìn)行探測的航天器,是最早的一種月球探測器。
●月球著陸探測器(lunar lander)
簡稱月球著陸器,是指在月球表面軟著陸后,對著陸點(diǎn)附近的月面及環(huán)境進(jìn)行探測的航天器。
●月面巡視探測器(lunar rover)
簡稱月球車,能在月球表面移動,對一定距離范圍內(nèi)進(jìn)行巡視探測的航天器。
●月球采樣返回探測器(lunar returnable sampling probe)
能在月面采集月壤和月巖樣品,并將其帶回地球的探測器。
●航天工程(space program, space engineering)
指探索、開發(fā)、利用太空及地球以外的天體的綜合性工程,或指具體的研制、建設(shè)航天系統(tǒng)或航天器的工程。如人造衛(wèi)星工程(artificial satellite program)、載人航天工程(human spaceflight program)、月球探測工程(lunar exploration program)。
航天工程通常由航天器系統(tǒng)、航天運(yùn)輸系統(tǒng)、發(fā)射場、航天測控系統(tǒng)、航天器應(yīng)用系統(tǒng)及其他保障設(shè)施組成。
航天工程中“工程”的含義是指相關(guān)的多個(gè)系統(tǒng)、多個(gè)項(xiàng)目(project)的集合,也可以叫“項(xiàng)目群”或“大系統(tǒng)”,因此,“工程”的英譯應(yīng)以program為好。
在中國月球探測工程標(biāo)識的圖案中有CLEP四個(gè)英文字母,CLEP是Chinese Lunar Exploration Program(中國月球探測工程)的縮寫。其中“工程”一詞被譯為program,而不是engineering,這是正確的,糾正了過去習(xí)慣把“工程”不加區(qū)別地英譯為engineering,而把program一律中譯為“計(jì)劃”的做法。例如,上世紀(jì)美國載人登月的Apollo Program至今被譯為“阿波羅計(jì)劃”,這并不合適,最好改為“阿波羅工程”。
●月球探測工程(lunar exploration program)
探索、開發(fā)、利用月球的航天工程,簡稱探月工程,由月球探測器,運(yùn)載火箭、發(fā)射場、航天測控和地面應(yīng)用五個(gè)系統(tǒng)組成。
●月球探測器系統(tǒng)(lunar probe system)
負(fù)責(zé)研制月球探測器的系統(tǒng)。探測器由有效載荷和平臺兩部分組成。有效載荷是指探測器上直接執(zhí)行探測任務(wù)的科學(xué)儀器和技術(shù)裝置;平臺是為有效載荷正常工作提供結(jié)構(gòu)支持、電能、環(huán)境(氣壓、溫度、濕度)、姿態(tài)與軌道控制、數(shù)據(jù)管理等保障條件的設(shè)備與系統(tǒng)的集合。[7]“嫦娥1號”的有效載荷是可見光CCD立體相機(jī)、激光測高儀、X射線光譜儀、γ射線光譜儀、干涉成像光譜儀、微波輻射儀、太陽高能粒子探測器和太陽風(fēng)離子探測器8種科學(xué)儀器;平臺是以“東方紅3號”衛(wèi)星平臺作為基本構(gòu)型,經(jīng)過適應(yīng)性改進(jìn),滿足探月的要求。
●運(yùn)載火箭系統(tǒng)(launch vehicle system)
負(fù)責(zé)研制將月球探測器送到地月轉(zhuǎn)移軌道或停泊軌道的運(yùn)載火箭的系統(tǒng)。中國第一個(gè)月球探測器的運(yùn)載火箭選用“長征三號甲”三級液體火箭。“長三甲”火箭可將2600千克的衛(wèi)星送入標(biāo)準(zhǔn)的地球同步轉(zhuǎn)移軌道,已多次成功地發(fā)射,是一種性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟的運(yùn)載火箭。
●發(fā)射場系統(tǒng)(launch site system)
負(fù)責(zé)發(fā)射運(yùn)載火箭和月球探測器的場地、設(shè)施和設(shè)備。“嫦娥1號”探測器和“長征三號甲”火箭的發(fā)射,選用西昌航天發(fā)射中心。該發(fā)射中心是以發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星為主的大型航天器發(fā)射場,建成投入使用以來,先后成功實(shí)施發(fā)射了30余顆國內(nèi)外衛(wèi)星,是一個(gè)技術(shù)狀態(tài)良好、技術(shù)成熟度較高的發(fā)射場。
●航天測控系統(tǒng)(space TT & C)
負(fù)責(zé)對月球探測器進(jìn)行跟蹤、測軌、遙測、遙控的網(wǎng)站,簡稱測控系統(tǒng),常使用英語縮寫詞TT & C(Tracking,Telemetry and Command)表示。首次月球探測的測控系統(tǒng),在充分利用中國現(xiàn)有的衛(wèi)星測控系統(tǒng)的統(tǒng)一S頻段(USB)測控技術(shù)的基礎(chǔ)上,增加甚長基線干涉測量(VLBI——Very Long Baseline Interferometry)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對“嫦娥1號”的遠(yuǎn)距離測控任務(wù)。
●地面應(yīng)用系統(tǒng)(ground application system)
負(fù)責(zé)“嫦娥1號”探測數(shù)據(jù)的接收、處理、管理、應(yīng)用與研究的系統(tǒng),是“嫦娥1號”業(yè)務(wù)運(yùn)行階段的運(yùn)行管理中心,是科學(xué)探測數(shù)據(jù)的接收中心。地面應(yīng)用系統(tǒng)由運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)管理、科學(xué)應(yīng)用與研究五個(gè)分系統(tǒng)組成。
●月球探測軌道(lunar probe orbit)
月球探測器從起飛到進(jìn)入繞月軌道的整個(gè)飛行軌道。一般劃分為發(fā)射段、停泊軌道、奔月軌道和繞月軌道4段。
●發(fā)射段(launch phase)
運(yùn)載火箭帶著探測器從地面起飛、加速、穿出大氣層,達(dá)到10.6~10.8千米/秒的奔月速度進(jìn)入奔月軌道,或達(dá)到7.8千米/秒左右的速度進(jìn)入停泊軌道之前的飛行階段。
發(fā)射段常稱為主動段(active phase),以避免與起飛前運(yùn)載火箭和探測器在發(fā)射場上進(jìn)行發(fā)射準(zhǔn)備工作的階段——“發(fā)射階段”相混淆。主動段的名稱來自運(yùn)載火箭,指其火箭發(fā)動機(jī)在工作的階段;運(yùn)載火箭在發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)狀態(tài)下的飛行稱被動段或慣性飛行段。有的情況下,發(fā)射段由主動段和被動段兩部分組成。
●停泊軌道(parking orbit)
指探測器在進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道之前作短暫“停留”的環(huán)地軌道,通常為200~300千米高度的圓形軌道。運(yùn)載火箭和探測器一般需要在停泊軌道上運(yùn)行一段時(shí)間,以便地面站能精確跟蹤測量它的軌道,選擇適合的發(fā)射時(shí)間和位置,然后由尚未分離的運(yùn)載火箭末級再次點(diǎn)火工作,將速度提高到10.6~10.8千米/秒的奔月速度,同時(shí)修正運(yùn)載火箭送入停泊軌道時(shí)帶來的誤差,提高進(jìn)入奔月軌道的入軌精度。
“嫦娥1號”探測器由“長征3號甲”運(yùn)載火箭發(fā)射。發(fā)射段結(jié)束時(shí),運(yùn)載火箭與探測器分離,“嫦娥1號”進(jìn)入的初始停泊軌道是一條超地球同步轉(zhuǎn)移軌道(super geosynchronous transfer orbit)。所謂“地球同步轉(zhuǎn)移軌道”是指近地點(diǎn)高度為幾百千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)為35 860千米的地球靜止軌道高度的大橢圓軌道;“超地球同步轉(zhuǎn)移軌道”是遠(yuǎn)地點(diǎn)高度超過35 860千米的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。
●調(diào)相軌道(phasing orbit)
中國“嫦娥1號”月球探測器采用的一組高度逐步變化的特殊的停泊軌道。
其具體變化過程如下:
“嫦娥1號”由“長征3號甲”火箭送入初始停泊軌道。這是一條近地點(diǎn)高度為205千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度為50 900千米的超地球同步轉(zhuǎn)移軌道。此后,“嫦娥1號”在環(huán)地軌道上用自身攜帶的主發(fā)動機(jī)執(zhí)行4次變軌加速,進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道——奔月軌道。
第一次變軌是在遠(yuǎn)地點(diǎn)加速,將軌道近地點(diǎn)高度從205千米提高到593千米,軌道周期為16小時(shí);第二次變軌,即第一次近地點(diǎn)加速,將遠(yuǎn)地點(diǎn)從50 900千米提升到71 600千米,軌道周期從16小時(shí)增加到24小時(shí),探測器進(jìn)入傾斜的地球同步軌道,并在該軌道上運(yùn)行3天;第三次變軌,即第二次近地點(diǎn)加速,將遠(yuǎn)地點(diǎn)從71 600千米提升到119 800千米,軌道周期延長到48小時(shí);最后一次變軌,即近地點(diǎn)第三次加速,“嫦娥1號”的速度達(dá)到約10.6千米/秒,進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)高度延伸到405 000千米(超過地月平均距離)的大橢圓,即奔月軌道。這時(shí)“嫦娥1號”才算是真正離開地球(不是脫離地球),開始了奔月之旅。
“嫦娥1號”離開地球之前,運(yùn)行在周期分別為16、24和48小時(shí)的3種停泊軌道上,這些軌道被稱為“調(diào)相軌道”。據(jù)衛(wèi)星專家解釋:“調(diào)相”就是“調(diào)整相位”。
“相位”是描述無線電波或機(jī)械振動特性的三個(gè)重要物理參數(shù)之一(另兩個(gè)是振幅和頻率)。在航天技術(shù)中,“調(diào)相”通常是指航天測控通信中用代表某物理量的信號對無線電載波或副載波的相位進(jìn)行調(diào)制(modulation),以便將該物理量值通過無線電載波傳送給接收者。在航天軌道動力學(xué)中,“相位”一般指在同一軌道上或同一軌道面內(nèi)兩個(gè)航天器的相對位置,用兩航天器分別與地心(或橢圓軌道的焦點(diǎn))的連線(向徑)所成的夾角表示。例如,兩航天器在軌道上的交會過程就是使二者之相位(角)、向徑差和相對速度為零的過程;又如,從地球向火星發(fā)射探測器,欲使其沿最小能量軌道(Hohmann軌道)飛向火星,必須在火星相對地球的相位(角)為+42°(前置42°)時(shí)發(fā)射。在衛(wèi)星軌道分析中,也有把傾角相等的不同軌道之間的間隔(軌道升交點(diǎn)赤經(jīng)之差)叫“相位”的。
“嫦娥1號”在環(huán)繞地球運(yùn)行過程中,軌道面保持不變(傾角為31°),也不存在另外一個(gè)航天器,所以完全不存在上述的相位和相位調(diào)整的問題。
“嫦娥1號”采用調(diào)相軌道有四點(diǎn)好處:一是可以多次修正軌道誤差,提高測控精度;二是可以減少重力損失,分三次加速,縮短每次加速時(shí)間,與一次加速相比,總的重力損失??;三是可以使近地點(diǎn)變軌總是安排在同一地區(qū),保證“嫦娥1號”每天同一時(shí)段(17:30—16:05)回到近地點(diǎn),且處于同一地區(qū)上空,地面控制中心可以通過位于西半球南太平洋上的遠(yuǎn)望3號測量船對“嫦娥1號”實(shí)施變軌遙控;四是有利于解決發(fā)射日期推遲帶來的問題。一旦發(fā)射推遲可以在第二天或第三天的同一時(shí)段變軌加速,仍處在預(yù)定的發(fā)射窗口內(nèi)。
這些好處得益于多次變軌和軌道周期的擇優(yōu)和調(diào)整,而與所謂的“相位”及“調(diào)相”毫無關(guān)系。這些軌道與其叫做“調(diào)相軌道”,不如叫做“調(diào)周期軌道”。調(diào)相軌道這個(gè)名稱來源于英語“phasing ﹐rbit”的中譯。問題出在對phasing一詞的理解與翻譯上。
phasing是動詞phase的動名詞或現(xiàn)在分詞。查《牛津高級英漢雙解詞典》得:phase作為名詞有3個(gè)義項(xiàng):①階段、時(shí)期;②位相;作為動詞,其意為“Plan or carry out sth in stage(按階段計(jì)劃或進(jìn)行某事)”。按《英漢科學(xué)技術(shù)詞典》,phase. vt(動詞),有3個(gè)義項(xiàng):①使相位調(diào)整,調(diào)相;②分階段(按計(jì)劃)使用;③逐步采用。
所以,從“嫦娥1號”在環(huán)地軌道上多次變軌的實(shí)際過程可知,phasing orbit中的phasing應(yīng)取“分階段使用”或“逐步采用”的意義。phasing orbit應(yīng)譯為“分段變軌軌道”“逐步加速軌道”或“調(diào)周期軌道”。
●地月轉(zhuǎn)移軌道(Earth睲oon transfer orbit)
簡稱“奔月軌道”。月球探測器獲得10.6~10.8千米/秒奔月速度后,離開地球向月球方向飛行的軌道,這條軌道實(shí)際上仍然是一條以地心為焦點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)達(dá)到38萬千米甚至更遠(yuǎn)的大橢圓軌道的一部分。
“嫦娥1號”的實(shí)際奔月速度是10.6千米/秒,在奔月軌道上的飛行時(shí)間大約為5天(117小時(shí),這段路程的飛行時(shí)間不是384 400千米/10.6千米/秒=10.1小時(shí)。由于地球引力“拽后腿”的作用,“嫦娥1號”飛行速度越來越小)。
●中途軌道修正(mid瞔ourse orbit correction)
指月球探測器等深空探測器從地球飛往目的天體在地星轉(zhuǎn)移軌道飛行過程中,對路線偏差的糾正。深空探測飛行路線長達(dá)數(shù)十萬千米至數(shù)億千米,歷時(shí)數(shù)天至數(shù)月。俗語說:“差之毫厘,謬以之千里。”初始速度或位置稍有偏差,到達(dá)目的天體的位置就會產(chǎn)生巨大的偏差,因此在轉(zhuǎn)移軌道階段中途,必須采取多次機(jī)動修正軌道,以保證到達(dá)目的天體在預(yù)定的偏差范圍內(nèi)。
進(jìn)入奔月軌道的初始速度和初始位置有非常高的精度要求。奔月初始速度誤差1米/秒,或初始高度相差1千米,到達(dá)近月點(diǎn)的高度就會相差幾千米。由于不可避免的初始入軌誤差,以及奔月途中太陽、地球、月球的引力攝動作用,實(shí)際飛行路線一般會略偏離預(yù)定軌道,所以,探測器在奔月途中一般要進(jìn)行2~3次軌道修正。
但是,“嫦娥1號”的變軌機(jī)動的精度很高,其實(shí)際的奔月初始速度和初始位置的誤差都很小,只有0.04%,遠(yuǎn)低于2%的預(yù)計(jì)值,因此,原計(jì)劃2~3次的中途軌道修正只進(jìn)行了一次,就順利地到達(dá)了預(yù)定的距月面200千米的近月點(diǎn)。
●繞月軌道(lunar orbit)
探測器環(huán)繞月球運(yùn)行的軌道,通常是以月心為中心或焦點(diǎn)的圓形軌道或橢圓軌道。探測器從奔月軌道進(jìn)入繞月軌道是一個(gè)復(fù)雜的控制過程。環(huán)月探測器在到達(dá)離月球剩下66 000千米距離時(shí),開始進(jìn)入以月球引力為主的月球引力范圍。此后在月球引力作用下,相對于月球的速度逐漸增大,在到達(dá)距月球表面200千米的近月點(diǎn)時(shí),相對于月球的速度已達(dá)到2.4千米/秒,大于當(dāng)?shù)氐拿撾x速度(200千米高度上的月球脫離速度約為2.3千米/秒)。為了使探測器被月球捕獲,就必須制動減速,使速度小于2.3千米/秒,進(jìn)入繞月軌道,但又不能小于當(dāng)?shù)丨h(huán)繞速度(200千米高度上的環(huán)繞速度約為1.59千米/秒),如果速度小于1.59千米/秒,探測器就會在月球引力作用下,撞到月球表面。
“嫦娥1號”在到達(dá)距月面200千米的近月點(diǎn)處,執(zhí)行第一次制動,將速度從2.4千米/秒降為2.06千米/秒,進(jìn)入遠(yuǎn)月點(diǎn)為8600千米、周期為12小時(shí)的橢圓極軌道(通過月球的南北兩極);第二次近月點(diǎn)制動,速度進(jìn)一步降為1.8千米/秒,進(jìn)入遠(yuǎn)月點(diǎn)為1700千米、周期為3.5小時(shí)的軌道;第三次近月點(diǎn)制動,速度減為1.59千米/秒,進(jìn)入高度為200千米、周期為127小時(shí)的圓軌道。經(jīng)過精確跟蹤測量,“嫦娥1號”最終在近月點(diǎn)193千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)194千米的工作軌道上運(yùn)行。
●軌道保持(orbit maintenance)
指航天器圍繞天體運(yùn)行的軌道的高度、偏心率、傾角等軌道參數(shù)保持不變的過程。大多數(shù)情況下,指軌道高度的保持,例如,高度為1000千米以下的地球衛(wèi)星,特別是高度200~300千米的低軌道衛(wèi)星,因受到的大氣阻力較大,軌道高度會逐漸降低,必須利用自身攜帶的變軌發(fā)動機(jī)工作,以保持軌道高度。
對環(huán)月探測器,軌道保持更是必須掌握的技術(shù)。月球表面雖然基本上沒有大氣,環(huán)月探測器不存在像人造地球衛(wèi)星那樣因大氣阻力軌道下降的問題,但是月球的質(zhì)量分布很不均勻,月面某些地區(qū)密度特別大,形成所謂的“質(zhì)量瘤”,月球重力場與地球重力場大不相同。異常的重力場會使環(huán)月探測器軌道的偏心率不斷增大,圓軌道逐漸變成橢圓形,同時(shí)近地點(diǎn)逐漸降低。根據(jù)分析,“嫦娥1號”的工作軌道若不加控制,半年后就會下降100千米。為保證一年工作壽命,“嫦娥1號”須每隔50天左右,進(jìn)行一次變軌增速,以保持工作軌道高度。
●三體定向(three target orientation)
指環(huán)月探測器在繞月飛行中,使其探測儀器、通信天線、太陽電池陣分別保持對各自的目標(biāo)——月球、地球、太陽定向的技術(shù)。
航天器或其某一部件始終保持朝向某一參考目標(biāo)的姿態(tài)叫做“定向”。對地觀測、通信、導(dǎo)航等大多數(shù)衛(wèi)星,它們的遙感器、通信天線或信標(biāo)發(fā)射天線要對著地球,同時(shí),衛(wèi)星上的發(fā)電裝置——太陽電池陣要朝向太陽,以便進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,為衛(wèi)星上的儀器設(shè)備提供電力,所以衛(wèi)星大都采用對地又對月的“雙體定向”。
“嫦娥1號”繞月飛行的主要任務(wù)是觀測月球表面地形、地貌,探測礦物與元素的含量與分布,測量月壤特性等。它的觀測儀器,也就是探測器的某個(gè)面,要始終對著月球表面。由于探測器每127分鐘繞月球一圈,也就是探測器整體要每分鐘轉(zhuǎn)動2.83°;為了保持與地球的通信聯(lián)系,“嫦娥1號”的測控通信天線要對準(zhǔn)地球,由于月球每27.3天繞地球一周,因此通信天線需要每天轉(zhuǎn)動13.2°;為了保證太陽電池陣接受太陽光發(fā)電,電池陣需要面向太陽。由于地球帶著月球及“嫦娥1號”繞太陽公轉(zhuǎn),電池陣要以每天約1°的速度緩慢轉(zhuǎn)動。探測器、通信天線和太陽電池陣的轉(zhuǎn)動方向各不相同,因此這種“三體定向”比地球衛(wèi)星的“雙體定向”更加復(fù)雜,是環(huán)月探測器特有的一項(xiàng)先進(jìn)的姿態(tài)控制技術(shù)。
●紫外月球敏感器(ultra瞯iolet lunar sensor)
探測器上利用月球的紫外輻射測量月球方位的敏感器。
姿態(tài)控制的依據(jù)是姿態(tài)測量。測量姿態(tài)需要有測量基準(zhǔn),環(huán)月探測器在繞月軌道上運(yùn)行時(shí),主要的基準(zhǔn)就是月球?!版隙?號”攜帶的測量姿態(tài)用的敏感器主要是紫外月球敏感器和慣性器件。紫外月球敏感器專門用來感知月球,以確定探測器相對于月球的姿態(tài)。這是一種不同于衛(wèi)星和飛船上使用的全新的敏感器。
環(huán)地運(yùn)行的衛(wèi)星和飛船最常用的姿態(tài)測量儀器是紅外地球敏感器。地球及其大氣層始終發(fā)出比較穩(wěn)定的紅外輻射。紅外地球敏感器通過周期性掃描太空背景和地球,通過接收太空背景和地球不同強(qiáng)度的紅外輻射(太空背景的紅外輻射基本上為0),測量出地球中心的方位,從而確定衛(wèi)星或飛船相對于地球的姿態(tài)。月球沒有大氣層,溫度變化劇烈,沒有像地球那樣穩(wěn)定的紅外輻射,因此,環(huán)月探測器只能利用月球的紫外輻射來從太空的背景中發(fā)現(xiàn)它,確定它相對于探測器的方位,也就是探測器相對于月球的姿態(tài),從而為“嫦娥1號”的姿態(tài)控制,包括對月、地、日三天體的定向控制,提供姿態(tài)測量基準(zhǔn)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 袁珂.中國神話傳說詞典.上海:上海辭書出版社,1984:9.
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[4] 全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會.航天科學(xué)技術(shù)名詞.北京:科學(xué)出版社,2005.
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[7] 朱毅麟.中國空間技術(shù)研究院的標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星平臺.航天器工程,2007,(1):10.
朱毅麟:中國空間技術(shù)研究院,100094