□ 本刊記者 任 旼

“嫦娥二號(hào)”是以“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的備份星為基礎(chǔ)進(jìn)行研制的，其主要任務(wù)是為探月工程二期進(jìn)行前期工程驗(yàn)證和探測(cè)，是二期的“探路者”。與“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星相比，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星將由長征三號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射至近地點(diǎn)高度200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。衛(wèi)星與火箭分離后，在地面測(cè)控支持下，經(jīng)中途修正，在近月點(diǎn)自主實(shí)施制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)月球捕獲，變軌后進(jìn)入100公里環(huán)月圓軌道。在環(huán)月運(yùn)行期間，衛(wèi)星將擇機(jī)實(shí)施軌道機(jī)動(dòng)，進(jìn)入100公里×15公里的橢圓軌道，開展技術(shù)驗(yàn)證和二期工程備選著陸區(qū)成像試驗(yàn)；試驗(yàn)完成后，返回100公里環(huán)月圓軌道，開展月球科學(xué)探測(cè)。

作為二期工程的先導(dǎo)星，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星主要是用以試驗(yàn)、驗(yàn)證探月工程二期部分關(guān)鍵技術(shù)，深化月球科學(xué)探測(cè)目標(biāo)。在飛行任務(wù)期間，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星將開展六大技術(shù)驗(yàn)證：一是配合運(yùn)載火箭驗(yàn)證地月轉(zhuǎn)移軌道直接發(fā)射技術(shù)；二是驗(yàn)證距月面100公里近月制動(dòng)的月球軌道捕獲技術(shù)；三是驗(yàn)證100公里×15公里軌道機(jī)動(dòng)與飛行技術(shù)；四是對(duì)二期工程的備選著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像試驗(yàn)；五是搭載輕小型化X頻段深空應(yīng)答機(jī)，配合我國新建的X頻段地面測(cè)控站，試驗(yàn)X頻段測(cè)控技術(shù)；六是試驗(yàn)遙測(cè)信道低密度奇偶校驗(yàn)碼（LDPC）編碼技術(shù)，月地高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及降落相機(jī)技術(shù)。這六大技術(shù)驗(yàn)證，將為我們進(jìn)一步了解月球表面環(huán)境，把握深空探測(cè)技術(shù)發(fā)展規(guī)律，有效降低探月二期工程風(fēng)險(xiǎn)，提供有益的借鑒。

“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星和“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星相比，有四個(gè)方面變化。首先，“嫦娥二號(hào)”在奔月軌道和環(huán)月運(yùn)行軌道上不同于“嫦娥一號(hào)”。其將直接由運(yùn)載火箭送至地月轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)行奔月，這樣既可以更好地節(jié)約衛(wèi)星所攜帶的燃料，同時(shí)也可以縮短衛(wèi)星到達(dá)月球的時(shí)間。在環(huán)月運(yùn)行軌道上，“嫦娥二號(hào)”主要運(yùn)行在100公里的圓軌道和近月點(diǎn)15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)100公里的橢圓軌道上，這樣便可以更好地探測(cè)月球表面環(huán)境，驗(yàn)證“嫦娥三號(hào)”關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)“嫦娥三號(hào)”備選著陸區(qū)進(jìn)行高分辨率成像。其次，對(duì)有效載荷進(jìn)行了較大調(diào)整和完善?！版隙鸲?hào)”取消了原三線陣立體相機(jī)和成像光譜儀，新增了高分辨率CCD相機(jī)，第三，新增了技術(shù)驗(yàn)證分系統(tǒng)，包括X波段測(cè)控子系統(tǒng)、視頻子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理單元三部分，主要用于實(shí)現(xiàn)星地X頻段測(cè)控體制驗(yàn)證，并試驗(yàn)降落相機(jī)和小型化、低耗能設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)，為二期工程進(jìn)行先期驗(yàn)證和技術(shù)儲(chǔ)備。第四，對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的其他分系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性修改和完善。

“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了有效載荷性能，提高了對(duì)月科學(xué)探測(cè)精度，重點(diǎn)是完成四個(gè)科學(xué)目標(biāo)，即：獲取更高精度月球表面三維影像，分辨率由“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的120米提高至優(yōu)于10米，在近月點(diǎn)15公里處甚至達(dá)到1米。同時(shí)還將探測(cè)月球物質(zhì)成分、月壤特性以及地月與近月空間環(huán)境?！版隙鸲?hào)”衛(wèi)星開展的月球科學(xué)探測(cè)將在我國后續(xù)探月工作中發(fā)揮重要作用，可有效促進(jìn)深空探測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展。

“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星是在“嫦娥一號(hào)”備份星的基礎(chǔ)上研制，整星共有10個(gè)分系統(tǒng)，包括有效載荷，結(jié)構(gòu)，熱控，GNC，推進(jìn)，供配電，數(shù)據(jù)管理，定向天線、測(cè)控?cái)?shù)傳和技術(shù)試驗(yàn)分系統(tǒng)。在“嫦娥一號(hào)”基礎(chǔ)上，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星對(duì)硬件技術(shù)狀態(tài)做了40多項(xiàng)調(diào)整，對(duì)軟件技術(shù)狀態(tài)做了60多項(xiàng)更改，并新增一個(gè)分系統(tǒng)——技術(shù)試驗(yàn)分系統(tǒng)，新研了CCD立體相機(jī)、大容量存儲(chǔ)器、X頻段深空應(yīng)答機(jī)、數(shù)據(jù)處理單元等關(guān)鍵單機(jī)。根據(jù)新的任務(wù)要求，系統(tǒng)總體及熱控分系統(tǒng)等進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，8個(gè)分系統(tǒng)在充分繼承“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星狀態(tài)基礎(chǔ)上進(jìn)行了局部設(shè)計(jì)修改，而技術(shù)試驗(yàn)和有效載荷這兩個(gè)分系統(tǒng)則集中了全部的新研軟硬件產(chǎn)品，并進(jìn)行了全新設(shè)計(jì)。

點(diǎn)火發(fā)射后，為了能夠讓衛(wèi)星順利進(jìn)入100公里×100公里的工作軌道和100公里×15公里的環(huán)月軌道，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了極其精確的分析求解，并建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型找到了控制精度的有效方法，使“嫦娥二號(hào)”乘坐著“直達(dá)電梯”向月宮飛奔而去?！版隙鸲?hào)”與“嫦娥一號(hào)”相比，最大的一個(gè)不同就是新增了一個(gè)分系統(tǒng)——技術(shù)試驗(yàn)分系統(tǒng)。這個(gè)分系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)星地X頻段測(cè)控體制驗(yàn)證，并試驗(yàn)降落相機(jī)等相關(guān)技術(shù)，為二期工程進(jìn)行先期驗(yàn)證和技術(shù)儲(chǔ)備?！版隙鸲?hào)”衛(wèi)星首次應(yīng)用X波段測(cè)控體制，它有著傳輸速度高、信號(hào)衰減小、負(fù)載數(shù)據(jù)多等優(yōu)點(diǎn)。“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在運(yùn)行過程中將面臨300℃左右的冷暖溫差，由熱控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的衛(wèi)星防輻射覆膜可以傳導(dǎo)星內(nèi)的熱量，有效形成星內(nèi)熱平衡環(huán)境。為了快速清晰地獲取月球表面圖像，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星安裝了三臺(tái)監(jiān)視相機(jī)與一臺(tái)降落相機(jī)。三臺(tái)監(jiān)視相機(jī)即490N發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)視相機(jī)、定向天線監(jiān)視相機(jī)及太陽翼監(jiān)視相機(jī)。490N發(fā)動(dòng)機(jī)用于衛(wèi)星姿軌控，490N發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)視相機(jī)可以監(jiān)視其工作狀態(tài)，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作時(shí)的視頻圖像，并可在衛(wèi)星發(fā)射后從太空中拍攝地球圖像。定向天線通過旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)地球，傳輸各種數(shù)據(jù)信號(hào)，是衛(wèi)星與地面連接的紐帶，定向天線監(jiān)視相機(jī)拍攝的圖像可以監(jiān)視其工作狀態(tài)。太陽翼監(jiān)視相機(jī)可以拍攝太陽翼展開過程及工作狀態(tài)，判斷太陽翼狀態(tài)是否正常，在姿軌控配合下還可拍攝地球與月球圖像。實(shí)現(xiàn)月面軟著陸是探月二期工程的主要目標(biāo)之一，著陸器在降落過程中將根據(jù)圖片自主避開不適于降落的地點(diǎn)，“臨機(jī)決斷”選擇一塊適宜降落的平坦表面。因此，降落相機(jī)的性能是影響著陸器軟著陸能否成功的一個(gè)關(guān)鍵因素。降落相機(jī)可根據(jù)需要選擇清晰拍攝或快速拍攝工作模式對(duì)月面拍攝。

“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星有四個(gè)方面的重要特點(diǎn)。一是產(chǎn)品狀態(tài)多。“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星上共有200多臺(tái)硬件設(shè)備，它們有著不同的狀態(tài)。其中，繼承了“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的產(chǎn)品大約有85%，做過適應(yīng)性修改的產(chǎn)品大約占10%，新研制的產(chǎn)品大約占5%。二是試驗(yàn)驗(yàn)證難?！版隙鸲?hào)”衛(wèi)星上有很多新技術(shù)是原來沒有使用或者遇到過的。比如這次“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星上使用的490N發(fā)動(dòng)機(jī)要連續(xù)工作半年，研制人員在地面做了半年多的可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)，對(duì)其長期工作的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。再比如，本次衛(wèi)星上的主相機(jī)為TDICCD相機(jī)。這種相機(jī)的測(cè)試要牽涉到地面系統(tǒng)、星上系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)，最終會(huì)形成高清晰的圖像，因此測(cè)試驗(yàn)證起來就相當(dāng)困難。三是產(chǎn)品無備份。當(dāng)星上產(chǎn)品出現(xiàn)問題的時(shí)候，并沒有備份產(chǎn)品可以馬上使用。四是研制隊(duì)伍新。在“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星10個(gè)分系統(tǒng)的主任設(shè)計(jì)師中，只有一個(gè)是“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星研制隊(duì)伍中留下來的，其他的都是原來的副主任設(shè)計(jì)師，或者原來研制隊(duì)伍中逐步走上重要技術(shù)崗位的年輕技術(shù)人員。

鑒于上述四大特點(diǎn)，“嫦娥二號(hào)”研制團(tuán)隊(duì)采取了科學(xué)有效的管理，大力倡導(dǎo)“用成功報(bào)效祖國”的使命、“零缺陷”的工作理念和“嚴(yán)慎細(xì)實(shí)”的工作作風(fēng)，逐步形成了獨(dú)具特色的團(tuán)隊(duì)文化。

對(duì)于普通百姓來說，“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星看點(diǎn)是很多的。在期待“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星完成主任務(wù)并傳回落月區(qū)清晰的高分辨率月面圖像的同時(shí)，“嫦娥二號(hào)”還將試圖展示給全國人民更多好看的圖像，如太陽能帆板展開、天線展開、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火等衛(wèi)星在奔月過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的圖像。這些畫面以前都只能通過動(dòng)畫演示才能看到，而這次是真實(shí)的影像。同時(shí)，“嫦娥二號(hào)”還要盡可能地在奔月過程中對(duì)地球和月球進(jìn)行實(shí)時(shí)成像。