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                静待“嫦娥” 人类航天器首次造访地月L2点Halo轨道
                来源: 软件科技新闻网 通讯员 刘苏蒙 记者 王湛

                人类航天器首次造访地月L2点Halo轨道

                “鹊桥”搭好,静待“嫦娥”

                本报记者 付毅飞

                地月合影影像由嫦娥四号任务龙江二号微卫星搭载的沙特相机拍摄,成像时间为北京时2018年6月8日13时29分,卫星轨道高度约728.1km,星下点月面位置为西经149°1’,北纬22°28’。成像时相机指向地心,拍摄到的月面影像位于月球背面北半球彼得罗帕夫洛夫斯基M环形坑(Crater Petropavlovskiy M)附近。从拍摄到的地球图像上可以清晰地分辨出波斯湾、红海、地中海和阿拉伯半岛等区域。国家航天局供图地月合影影像由嫦娥四号任务龙江二号微卫星搭载的沙特相机拍摄,成像时间为北京时2018年6月8日13时29分,卫星轨道高度约728.1km,星下点月面位置为西经149°1’,北纬22°28’。成像时相机指向地心,拍摄到的月面影像位于月球背面北半球彼得罗帕夫洛夫斯基M环形坑(Crater Petropavlovskiy M)附近。从拍摄到的地球图像上可以清晰地分辨出波斯湾、红海、地中海和阿拉伯半岛等区域。国家航天局供图

                据国防科工局消息,6月14日11时06分,探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继卫星成功实施轨道捕获控制,进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点Halo使命轨道。它将在此轨道陆续开展在轨测试和中继通信链路联试,为年底择机发射的嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。

                “这是人类历史上航天器首次造访地月L2点Halo轨道。”中国航天科技集团五院院长张洪太表示,“鹊桥”的成功就位,不仅为嫦娥四号任务顺利开展奠定了坚实基础,也标志着中国航天轨道控制、通信等空间技术迈入国际领先行列。

                搭建中继链路是实现月背探测的第一步,也是要解决的重要难题之一。上世纪50年代,国际航天界提出了中继星Halo轨道方案;如今,中国航天人将设想变为了现实。

                Halo轨道又称“晕轨道”,取日晕和月晕之意。不过其轨道形状是非共面的三维非规则曲线,轨道控制的难度和复杂程度更是让人头晕目眩。技术人员说,航天器在这个轨道上运行就像调皮的孩子,一不留神就会“离家出走”,时间稍长就可能不知所踪。而“鹊桥”需要时刻保持高稳定、高精度的姿态和角度,否则会影响信息传输。

                技术人员介绍,应对复杂轨道下对航天器进行频繁姿态调整的要求,保证在长达3年的卫星寿命期内从容面对突发事件、减少地面人员的操作负荷,五院把提升“鹊桥”的自主控制智能化水平、精准化程度放在了首位,在轨道控制策略上设计了速度增量关机和时间关机两种模式,对轨控关机前的发动机脉宽进行了精确设计。同时为“鹊桥”量身定制了具有高智能化水平、全天候、全天时、全空域运行能力的光纤陀螺惯性测量单元,彻底摆脱了之前姿态敏感器需要借助地球、太阳等天体来定位的约束。

                大量新技术的应用,让“鹊桥”具备在以每秒1公里的速度飞行时,误差小于每秒0.02米的速度控制精度。其超强的自主控制能力,能让地面实施轨道控制的周期延长至7天左右一次。这都为卫星长期稳定运行奠定了基础。

                为确保通信链路稳定可靠,“鹊桥”将全面开展中继通信功能的测试,进一步磨合自身携带的各种“新式武器”。

                多安全备份遥测遥控指令设计,是五院技术人员针对“鹊桥”特有工作环境的首创之举。此举通过多重备份方式,如同为“鹊桥”准备了多部“手机”,以避免因各种因素造成的信号中断、信息传送不准确等问题。

                “鹊桥”装备了我国首台数字化深空应答机。该设备对错误数据有自我修正的功能,灵敏度、信号捕获能力也极为强大。

                此外,“鹊桥”装备的4.2米口径的高增益伞状抛物面天线,是人类深空探测任务史上最大口径的通信天线。其采用整星零动量控制方式,可以实现对地、对月、对日和对惯性空间任意目标指向与跟踪的三轴稳定控制,为着陆器、巡视器与地面站之间的测控与数据传输提供了有力支撑。


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