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嫦娥二号

标签: 嫦娥二号 探月 火箭

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简介编辑本段回目录

参考图片(嫦娥一号)参考图片(嫦娥一号)

“嫦娥二号”是我国探月工程二期的先导星,其重要任务之一是要对“嫦娥三号”的着陆区进行高精度成像,因此其绕月飞行高度将由“嫦娥一号”时的200公里降低到100公里。“嫦娥二号”CCD相机的精度也将由“嫦娥一号”时的120米的分辨率提高到10米以内。[1]

考虑到探月二期工程需要攻克的关键技术多、技术跨度和实施难度大,国家国防科技工业局决定将“嫦娥一号”的备份星改造为探月工程二期的先导星“嫦娥二号”卫星,旨在试验验证“嫦娥三号”任务的部分关键技术,为“嫦娥三号/四号”探测器实现月面软着陆积累经验,深化月球科学探测。2010年10月1日18时59分57秒,“嫦娥二号”卫星将在西昌发射中心发射。[2]

由来:中国第二颗绕月人造卫星。它是建基于探月工程一期的嫦娥一号备份星进行技术改进,作为二期工程的先导星,命名为嫦娥二号。

作用:用作试验、验证部分新技术和新设备,降低往后工程的风险,同时深化月球科学探测。
发射时间:发射时间为2010年10月1日18时59分57秒,用约 120小时直飞月球;
主要任务:获得更清晰更详细的月球表面影象数据和月球极区表面数据;
主要目的:为嫦娥三号任务实现月球软着陆进行部分关键技术试验,并对嫦娥三号着陆区进行高精度成像。
技术突破:入轨时间缩减一半;绕行高度降低一半;无线电传输频率更高;激光发射频率提高5倍;相机分辨率提升17倍;传输速率提高1倍。[3]

重要参数编辑本段回目录

嫦娥二号卫星重量为2480公斤

发射嫦娥二号的长征三号丙运载火箭全长54.84米起飞质量345吨运载能力为3.8吨,嫦娥二号发射将是长征系列火箭的第131次飞行

火箭把嫦娥二号送入远地点高度接近38万公里的直接奔月轨道,而嫦娥一号的入轨点远地点高度只有约5100公里;

由于采用了不同的轨道设计,嫦娥二号约用5天(120小时)即可到达月球,比嫦娥一号12天的奔月时间大大缩短;

卫星环绕月球飞行的轨道高度为100公里,比嫦娥一号距月球近了100公里;

卫星上新研制的相机,能够将对月拍摄图像的分辨率从嫦娥一号的120米提高到10米左右;

嫦娥二号的设计寿命为半年,嫦娥一号的设计寿命是一年,实际寿命是494天,其中环月运行482天

火箭系统和卫星系统共有8万多个元器件,在空中点火起爆的火工品达200多种

嫦娥二号任务总经费投入大约9亿元人民币[4]

携带的科学仪器
嫦娥二号携带的科学仪器嫦娥二号携带的科学仪器

1.CCD立体相机  

2.γ射线谱仪  

3.激光高度计  

4.太阳高能粒子探测器   

5.微波探测仪  

6.太阳风粒子探测器   

7.X射线谱仪[4]

与嫦娥一号的区别编辑本段回目录

“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份卫星,因此两颗星在外形和重量上并没有太大差别。不过它的绕月飞行轨道将由嫦娥一号时的200公里高度降低到100公里,这样它就能把月球看得更清楚了。为此,科研人员为它安装了分辨率为10米的CCD相机,这就比嫦娥一号120米分辨率的相机拍得更清晰、更详细。[5]

嫦娥二号”与“嫦娥一号”相比还有几点不同,具体体现在着陆方式与相机分辨率等方面。

科学目标编辑本段回目录

嫦娥二号将延续嫦娥一号的科学目标,对月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境等做更进一步的科学探测。[5]

按照规划,中国的“嫦娥三号”卫星将携带月球车在月面着陆,因此,“嫦娥二号”的一个重要任务就是要为“嫦娥三号”探路,在完成绕月探测后,它将采取“软着陆”的方式降落月球。[6]

“嫦娥二号”将搭载7台有效载荷,全部由中国科学院承担研制,并仍将采用VLBI提高测控精度。而更重要的一点是,“嫦娥二号”将获取更多的科学探测数据,由设于中国科学院国家天文台的探月工程地面应用系统进行接收、处理、成图和科学研究。[6]

技术攻关编辑本段回目录

嫦娥二号“嫦娥二号”探月示意图
突破六项关键技术(即嫦娥二号六大工程目标)

突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术。相比“嫦娥一号”先发射到地球附近的过渡轨道,再经过自身多次调整进入奔月轨道,“嫦娥二号”卫星将由运载火箭直接送入近地点200公里、远地点约38万公里的奔月轨道。“嫦娥一号”用了近14天时间进入工作轨道,“嫦娥二号”7天以内就可做到。因此,“嫦娥二号”任务对运载火箭推力要求更大,对入轨精度和控制精度要求更高。

试验X频段深空测控技术,初步验证深空测控体制。相比“嫦娥一号”任务中使用的S频段卫星测控网,X频段无线电传输信号频率更高,远距离测控通信效果更好。

验证100公里月球轨道捕获技术。 “嫦娥一号”在距月面200公里处被月球捕获,“嫦娥二号”将在距月面100公里处进行制动,飞行速度更快、轨道更低、制动量更大,同时月球不均匀重力场对卫星轨道的摄动影响也相应增大,大大提高了对卫星制动控制精度的要求。

验证100公里×15公里轨道机动与快速测定轨技术, 测试将飞行轨道由100公里圆轨道调整为远月点100公里、近月点15公里的椭圆轨道的能力。

试验全新的着陆相机,数据传输能力大幅提高。为“嫦娥三号”月面软着陆做准备。数据传输速率也由“嫦娥一号”的3兆每秒翻倍为6兆每秒,还将进行12兆每秒的传播速率试验。

对“嫦娥三号”预选着陆区进行高分辨率成像试验。 “嫦娥二号”在100公里圆轨道和100公里×15公里轨道的近月点处,将分别对“嫦娥三号”的预选着陆区进行优于10米和1.5米分辨率的成像试验。[7]

任务编辑本段回目录

探月二期工程(包括“嫦娥二号”和“嫦娥三号”任务)经过各系统的努力,各项工作总体进展顺利。考虑到探月二期工程需要攻克的关键技术多、技术跨度和实施难度大,国家国防科技工业局决定将“嫦娥一号”的备份星改造为探月工程二期的先导星“嫦娥二号”卫星,旨在试验验证“嫦娥三号”任务的部分关键技术,并对“嫦娥三号”着陆区进行高精度成像。为“嫦娥三号/四号”探测器实现月面软着陆积累经验,深化月球科学探测。[7]

四大科学任务

获取月球表面三维影像,分辨率优于10米。利用CCD立体相机获取高分辨率的月球表面三维影像,结合激光高度计获取的月表地形高程数据,可获取月球表面高精度地形数据,为后续着陆区优选提供依据,同时为划分月球表面的地貌单元精细结构、断裂和环形构造,提供原始资料。

探测月球物质成分。利用经技术改进的γ射线谱仪和X射线谱仪,可以探测月球表面9种元素——硅、镁、铝、钙、钛、钾、钍、铀的含量与分布特征,获得更高空间分辨率和探测精度的元素分布图。

探测月壤特性。利用微波探测技术,测量月球表面的微波辐射特征,获取3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz的微波辐射亮度温度数据,估算月壤厚度。

探测地月与近月空间环境。嫦娥二号卫星在轨运行期间正是太阳活动高峰年,是探测研究太阳高能粒子事件、CME、太阳风,及它们对月球环境影响的最佳探测时期。利用太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器,获取行星际太阳高能粒子与太阳风离子的通量、成分、能谱及其随时空变化的特征,可研究太阳活动与地月空间及近月空间环境的相互作用;获取地月空间环境数据,可为后续探月工程提供环境科学数据。[8]

六大工程任务
控制系统控制系统

突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术。

试验X频道深空测控技术,初步验证深空测控体制。

验证100公里月球轨道捕获技术。

验证100公里×15公里轨道机动与快速测定轨技术。

试验低密度校验码(LDPC)遥测信道编码、高速数据传输、降落相机等技术

对嫦娥三号任务预选着陆区进行高分辨率成像试验。

技术资料编辑本段回目录

参考图片(嫦娥三号CFP图片)参考图片(嫦娥三号CFP图片)
着陆方式:软vs硬

“嫦娥二号”有望采取软着陆的方式降落月球,来验证轨道控制等相关技术。“嫦娥一号”卫星受控撞击月球表面,来进行“变轨”试验。通过对撞击月球表面瞬间的影像拍摄等方式,为今后探测器在月球软着陆收集科学试验数据。

空间分辨率:CCDvs普通

“嫦娥二号”一个重要特点是,其将搭载的CCD相机分辨率比“嫦娥一号”高出许多,能获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据。而“嫦娥一号”采用相对普通的照相机空间分辨率:10米vs120米。“嫦娥一号”的空间分辨率是120米,而“嫦娥二号”则达到了10米。在科学上,空间分辨率是越小越清晰。

测试与发射编辑本段回目录

总装测试
嫦娥二号嫦娥二号

2009年12月28日国防科工局表示,探月二期工程的技术先导星“嫦娥二号”卫星预计于2010年底发射升空执行试验任务,卫星正在进行总装测试。

发射准备

2010年中秋将至,中国探月工程总设计师吴伟仁近日透露,中国探月工程“嫦娥二号”卫星的准备工作进展顺利,目前已进入最後的发射准备阶段。有消息指,卫星可能会提前到中秋节之后发射,令人期待,也令这个中秋又多了几分神秘。嫦娥二号对於中国探月工程,意义重大。探月工程总设计师吴伟仁表示,“嫦娥二号”卫星已经整装待发了。 [9]

十一发射 将更接近月球表面
嫦娥二号嫦娥二号

2010年9月22日,中国载人航天工程航天员和专家来到枣庄滕州,和青少年温情互动。有关专家告诉记者,备受国人关注的嫦娥二号正在做最后的技术状态确认和准备工作,在10月1日开始奔月之旅。

据专家介绍,“嫦娥二号”是“嫦娥—号”的备份星,将由长三乙火箭发射。它的主要任务是为“嫦娥三号”实现月球着陆进行部分关键技术试验,并对“嫦娥三号”着陆区进行高精度成像。

专家表示,与“嫦娥—号”相比,嫦娥二号最大的特点就是飞向月球更快了。嫦娥—号环绕地球飞了7天,经过四次变轨,最终才飞向月球,而嫦娥二号将直接飞向月球,飞行时间大概需要120个小时。

同时,“嫦娥二号”将距离月球表面更近。它的绕月飞行轨道将由嫦娥—号时的200公里高度降低到100公里,这样它就能把月球看得更清楚。为此,科研人员为它安装了分辨率为10米的CCD立体相机,这就比嫦娥—号120米分辨率的相机拍得更清晰、更详细,它将获取更多的科学探测数据用于科学研究。[10]

发射阶段
2010年9月30日,在发射架内的长征三号丙火箭正在加注推进剂。2010年9月30日,在发射架内的长征三号丙火箭正在加注推进剂。

加注燃料阶段:

2010年9月30日,从西昌卫星发射中心获悉,用于发射嫦娥二号卫星的长征三号丙运载火箭9月30日9时开始燃料加注。加注是测试、准备工作中的最后一道工作。之后,发射场进入发射程序。火箭燃料分为常规推进剂和低温推进剂两种。据西昌卫星发射中心测发总体室主任符菊梅介绍,9月30日进行的是为火箭一、二级和助推器加注常规推进剂,整个加注时间约为5个小时。由于火箭第三级使用的是质量更轻、能量更高的低温推进剂,这部分燃料的加注要到发射前8个小时才开始。 据悉,一旦开始加注低温推进剂,发射进入不可逆状态。[11]

3小时发射阶段:

嫦娥二号卫星进入3小时发射程序 火箭全面检查状态良好

奔月时刻表 编辑本段回目录

2010年10月1日“嫦娥奔月”时刻表
一丝不苟一丝不苟

11时:正式进入发射程序
11时许,正式进入发射程序,也就是不可逆程序。同时举行最后一次气象“大会商”,做出可执行气象报告。

13时30分:为火箭加注液氢
气象报告出炉,如果可以按期发射,那么在火箭发射前5.5小时(也就是今日13时30分许),开始低温为火箭加注液氢。为保证火箭的动力,加注工作要维持到发射前最后两分钟才断开。

17时:进入射前系统
17时许,真正进入射前系统。此时,地面开始给系统加电,同时,各种口令也在此时开始不断传达、下发。这一节点预示着火箭进入了最紧张阶段。

18时20分:塔架平台展开
倒计时40分钟(1日18时20分),2号塔架回转平台从上而下逐级展开。

18时45分:人员开始撤离

嫦娥二号嫦娥二号

倒计时15分钟(1日18时45分),人员开始撤离,最后一批勤务人员离开2号发射塔架,撤离到塔架附近的山洞掩体。

18时58分27秒:系统内部电池供电
倒计时90秒(1日18时58分27秒),开始转电。即从地面供电转为系统内部电池供电,将连接在系统上的电缆插头拔掉。

18时58分57秒:准备点火发射
倒计时60秒(10月1日18时58分57秒),准备点火发射。

18时59分17秒:指挥员报告倒计时
倒计时(1日18时59分17秒)01号指挥员报告倒计时。

18时59分47秒:点火倒计时
倒计时10秒(1日18时59分47秒)点火倒计时,01号指挥员开始读秒。

18时59分57秒:点火
0秒(1日18时59分57秒)点火。

19时整:嫦娥起飞

嫦娥二号嫦娥二号

3秒后(1日19时整)火箭托举“嫦娥二号”起飞。[12]

2010年10月2日“嫦娥奔月”时刻表

3点39分钟左右,经过一系列姿态调整,嫦娥二号卫星用自己身上携带的一部监视相机拍下它的第一幅摄影作品,也就是之前所说的“地月成像”中的对地成像。

8点49分,随着卫星的第一组数据回传,这幅对地球成像的照片也已经被传回,会在不久之后对外发布。

12时25分,在北京航天飞行控制中心科技人员的精心控制下,嫦娥二号卫星成功实施首次地月转移轨道中途修正。[16]

发射细节编辑本段回目录

嫦娥二号嫦娥二号

发射细节【时间】:嫦娥二号将于10月1日18时59分57秒发射 

【天气】:国发射窗口期间有小阵雨 无雷电和大风 
【方式】:点火员听到第二个口令才按下按钮 
【火箭】:嫦娥长征火箭测试正常 开始加注燃料 
【燃料】:低温燃料加注将持续至发射前两分钟 
【周边】:100多名游客观看嫦娥发射 距离发射地4公里 

各界反响
发射成功发射成功

    综合新华社驻外记者报道:当中国探月卫星嫦娥二号1日顺利进入预定轨道后,美国航天专家、海外华侨华人和媒体纷纷对中国在宇宙深空探测领域再次迈出重大步伐表示赞叹,并相信中国将在太空探索方面不断取得新成就。
    
    美国太空政策专家、海军军事学院教授琼·约翰逊-弗雷泽对新华社记者说,很明显,中国有两项非常有意义、组织得非常好的太空探索项目:嫦娥项目和神舟项目。当前,两个项目是分离的,但它们最终会紧密连接起来,中国最终会发展载人登月项目。嫦娥二号使中国向探月工程的最终目标迈进了一步,也向世人展现了中国的国力。“我认为,中国的太空探索能力正在稳步提高,”约翰逊-弗雷泽指出。
    
    乔治·华盛顿大学教授、太空政策研究所前所长约翰·洛格斯登对记者说,作为中国发射的前往近地轨道以外的第二颗深空探测器,嫦娥二号将给中国带来更多有关非载人太空探索的经验。他还认为,月亮在中国的文化和信仰中很重要,因此发射嫦娥二号也具有重要象征意义。通过发展自己的月球探索项目,中国已成为国际“探月俱乐部”的成员,能够到达月球是一个国家的太空探索能力居领先地位的标志。
    
    缅甸曼德勒华侨华人1日晚举行招待会,庆祝中华人民共和国成立61周年。他们表示,在收看嫦娥二号探月卫星发射的电视实况转播时,感到发射场面非常壮观,令人振奋,值得全体中华民族骄傲和自豪,祝愿祖国日益强盛。
    
    马来西亚的《星洲日报》《南洋商报》等大报均对“嫦娥”再次“奔月”进行了大量报道,马来西亚华侨华人也对此十分关注。马中经贸总商会会长黄汉良说,嫦娥二号成功发射不仅让全球华侨华人扬眉吐气,也将提升全亚洲的信心。这说明西方能做到的事情,亚洲也能做到。
    
    嫦娥二号发射受到国外媒体广泛关注。美联社在报道中说,嫦娥二号的成功发射是中国雄心勃勃的太空计划的最新里程碑,此次发射旨在为实施登月计划进行技术准备。
    
    路透社的报道说,嫦娥二号的成功发射标志着中国在成为与美国、俄罗斯一样的航天大国的道路上又前进了一步。
    
    法新社报道说,中国发射了第二颗探月卫星——这是中国朝着实现成为第二个载人登月国家的宏伟计划迈出的又一步。在10月1日发射嫦娥二号具有象征意义,因为10月1日是中国国庆节。报道还回顾了嫦娥一号和神舟飞船所取得的一系列成就。

中国探月工程三部曲编辑本段回目录

2020年前,中国月球探测工程以无人探测为主,分三个实施阶段。
“绕”:2004年~2007年(一期),研制和发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测。这一阶段主要任务是研制和发射月球探测卫星,突破绕月探测关键技术,对月球地形地幔、部分元素及物质成分、月壤特性、地月空间环境等进行全球性、整体性与综合性的探测,并初步建立我国月球探测航天工程系统。

中国探月工程示意图中国探月工程示意图

“落”:2013年前后(二期),进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。主要任务是突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通讯与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,研制和发射月球软着陆探测器和巡视探测器,实现月球软着陆和巡视探测,对着陆区地形地貌、地质构造和物质成分等进行探测,并开展月基天文观测。

“回”:2020年前(三期),进行首次月球样品自动取样返回探测。主要任务是突破采样返回探测器小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等技术;在现场分析取样的基础上,采集关键性样品返回地球,进行试验室分析研究;深化对地月系统的起源与演化的认识。[8] 

探月工程五大系统编辑本段回目录

系统系统

地面应用系统

发射场系统

运载火箭系统

监控系统

卫星系统

飞行时间编辑本段回目录

嫦娥二号嫦娥二号

本次发射使用长征三号丙运载火箭,将嫦娥二号卫星送入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的直接奔月轨道。卫星奔月飞行约需112小时,其间计划进行2-3次轨道修正,并开展X频段测控、紫外导航等试验和空间环境探测。

当卫星到达月球附近的特定位置时,将实施近月制动,进入近月点100公里的椭圆轨道。再经过两次轨道调整,进入100公里的极月圆轨道。之后,卫星将择机变轨,进入100公里×15公里椭圆轨道,拍摄后续任务着陆的虹湾预选着陆区图像,分辨率优于1.5米,并验证快速测定轨等相关技术。1-2天后,卫星返回100公里环月轨道,继续开展技术试验和科学探测。

嫦娥二号卫星将利用新研制的立体相机和改进的激光高度计进行月面地形地貌探测,获得分辨率优于10米的月表图像和更精细的月表高程数据;同时,利用改进的γ/X射线谱仪、微波辐射计、空间环境探测仪等,对月表元素和物质成分、月壤特性、地月空间环境进行探测。

嫦娥二号任务的成功实施,将验证直接奔月轨道发射、100公里近月制动、15公里变轨、高精度成像、X频段深空测控体制等关键技术,还将验证低密度奇偶校验编译码、紫外敏感器自主导航、高速数据传输、降落相机等新技术,为后续月面软着陆及深空探测任务奠定重要的技术基础;同时,在科学上将获得更加丰富和准确的探测数据,深化对月球的科学认知。[13] 

发射编辑本段回目录

嫦娥二号发射嫦娥二号发射

2010年10月1日18时59分57秒,中国探月工程二期的技术先导星“嫦娥二号”在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭发射升空。[14]

直播插入广告编辑本段回目录

视频截图视频截图
央视新闻频道、综合频道的嫦娥二号直播时,在火箭点火瞬间,切入了广告和新闻联播片头,直播画面里,没有点火升空的画面。[15]

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