□ 本刊記者 任 旼

“嫦娥二號”是以“嫦娥一號”衛(wèi)星的備份星為基礎進行研制的，其主要任務是為探月工程二期進行前期工程驗證和探測，是二期的“探路者”。與“嫦娥一號”衛(wèi)星相比，“嫦娥二號”衛(wèi)星將由長征三號丙運載火箭發(fā)射至近地點高度200公里、遠地點高度約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。衛(wèi)星與火箭分離后，在地面測控支持下，經(jīng)中途修正，在近月點自主實施制動，實現(xiàn)月球捕獲，變軌后進入100公里環(huán)月圓軌道。在環(huán)月運行期間，衛(wèi)星將擇機實施軌道機動，進入100公里×15公里的橢圓軌道，開展技術驗證和二期工程備選著陸區(qū)成像試驗；試驗完成后，返回100公里環(huán)月圓軌道，開展月球科學探測。

作為二期工程的先導星，“嫦娥二號”衛(wèi)星主要是用以試驗、驗證探月工程二期部分關鍵技術，深化月球科學探測目標。在飛行任務期間，“嫦娥二號”衛(wèi)星將開展六大技術驗證：一是配合運載火箭驗證地月轉(zhuǎn)移軌道直接發(fā)射技術；二是驗證距月面100公里近月制動的月球軌道捕獲技術；三是驗證100公里×15公里軌道機動與飛行技術；四是對二期工程的備選著陸區(qū)進行高分辨率成像試驗；五是搭載輕小型化X頻段深空應答機，配合我國新建的X頻段地面測控站，試驗X頻段測控技術；六是試驗遙測信道低密度奇偶校驗碼（LDPC）編碼技術，月地高速數(shù)據(jù)傳輸技術及降落相機技術。這六大技術驗證，將為我們進一步了解月球表面環(huán)境，把握深空探測技術發(fā)展規(guī)律，有效降低探月二期工程風險，提供有益的借鑒。

“嫦娥二號”衛(wèi)星和“嫦娥一號”衛(wèi)星相比，有四個方面變化。首先，“嫦娥二號”在奔月軌道和環(huán)月運行軌道上不同于“嫦娥一號”。其將直接由運載火箭送至地月轉(zhuǎn)移軌道進行奔月，這樣既可以更好地節(jié)約衛(wèi)星所攜帶的燃料，同時也可以縮短衛(wèi)星到達月球的時間。在環(huán)月運行軌道上，“嫦娥二號”主要運行在100公里的圓軌道和近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道上，這樣便可以更好地探測月球表面環(huán)境，驗證“嫦娥三號”關鍵技術，并對“嫦娥三號”備選著陸區(qū)進行高分辨率成像。其次，對有效載荷進行了較大調(diào)整和完善?！版隙鸲枴比∠嗽€陣立體相機和成像光譜儀，新增了高分辨率CCD相機，第三，新增了技術驗證分系統(tǒng)，包括X波段測控子系統(tǒng)、視頻子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理單元三部分，主要用于實現(xiàn)星地X頻段測控體制驗證，并試驗降落相機和小型化、低耗能設計等相關技術，為二期工程進行先期驗證和技術儲備。第四，對衛(wèi)星平臺的其他分系統(tǒng)進行了適應性修改和完善。

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

“嫦娥二號”衛(wèi)星是在“嫦娥一號”備份星的基礎上研制，整星共有10個分系統(tǒng)，包括有效載荷，結構，熱控，GNC，推進，供配電，數(shù)據(jù)管理，定向天線、測控數(shù)傳和技術試驗分系統(tǒng)。在“嫦娥一號”基礎上，“嫦娥二號”衛(wèi)星對硬件技術狀態(tài)做了40多項調(diào)整，對軟件技術狀態(tài)做了60多項更改，并新增一個分系統(tǒng)——技術試驗分系統(tǒng)，新研了CCD立體相機、大容量存儲器、X頻段深空應答機、數(shù)據(jù)處理單元等關鍵單機。根據(jù)新的任務要求，系統(tǒng)總體及熱控分系統(tǒng)等進行了重新設計，8個分系統(tǒng)在充分繼承“嫦娥一號”衛(wèi)星狀態(tài)基礎上進行了局部設計修改，而技術試驗和有效載荷這兩個分系統(tǒng)則集中了全部的新研軟硬件產(chǎn)品，并進行了全新設計。

點火發(fā)射后，為了能夠讓衛(wèi)星順利進入100公里×100公里的工作軌道和100公里×15公里的環(huán)月軌道，設計人員進行了極其精確的分析求解，并建立了相關的數(shù)學模型找到了控制精度的有效方法，使“嫦娥二號”乘坐著“直達電梯”向月宮飛奔而去?！版隙鸲枴迸c“嫦娥一號”相比，最大的一個不同就是新增了一個分系統(tǒng)——技術試驗分系統(tǒng)。這個分系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)星地X頻段測控體制驗證，并試驗降落相機等相關技術，為二期工程進行先期驗證和技術儲備?！版隙鸲枴毙l(wèi)星首次應用X波段測控體制，它有著傳輸速度高、信號衰減小、負載數(shù)據(jù)多等優(yōu)點。“嫦娥二號”衛(wèi)星在運行過程中將面臨300℃左右的冷暖溫差，由熱控系統(tǒng)的設計團隊設計的衛(wèi)星防輻射覆膜可以傳導星內(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”衛(wèi)星安裝了三臺監(jiān)視相機與一臺降落相機。三臺監(jiān)視相機即490N發(fā)動機監(jiān)視相機、定向天線監(jiān)視相機及太陽翼監(jiān)視相機。490N發(fā)動機用于衛(wèi)星姿軌控，490N發(fā)動機監(jiān)視相機可以監(jiān)視其工作狀態(tài)，獲得發(fā)動機點火工作時的視頻圖像，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)對準地球，傳輸各種數(shù)據(jù)信號，是衛(wèi)星與地面連接的紐帶，定向天線監(jiān)視相機拍攝的圖像可以監(jiān)視其工作狀態(tài)。太陽翼監(jiān)視相機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。實現(xiàn)月面軟著陸是探月二期工程的主要目標之一，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，“臨機決斷”選擇一塊適宜降落的平坦表面。因此，降落相機的性能是影響著陸器軟著陸能否成功的一個關鍵因素。降落相機可根據(jù)需要選擇清晰拍攝或快速拍攝工作模式對月面拍攝。

“嫦娥二號”衛(wèi)星有四個方面的重要特點。一是產(chǎn)品狀態(tài)多?！版隙鸲枴毙l(wèi)星上共有200多臺硬件設備，它們有著不同的狀態(tài)。其中，繼承了“嫦娥一號”衛(wèi)星的產(chǎn)品大約有85%，做過適應性修改的產(chǎn)品大約占10%，新研制的產(chǎn)品大約占5%。二是試驗驗證難?！版隙鸲枴毙l(wèi)星上有很多新技術是原來沒有使用或者遇到過的。比如這次“嫦娥二號”衛(wèi)星上使用的490N發(fā)動機要連續(xù)工作半年，研制人員在地面做了半年多的可靠性驗證試驗，對其長期工作的可靠性進行驗證。再比如，本次衛(wèi)星上的主相機為TDICCD相機。這種相機的測試要牽涉到地面系統(tǒng)、星上系統(tǒng)和測控系統(tǒng)，最終會形成高清晰的圖像，因此測試驗證起來就相當困難。三是產(chǎn)品無備份。當星上產(chǎn)品出現(xiàn)問題的時候，并沒有備份產(chǎn)品可以馬上使用。四是研制隊伍新。在“嫦娥二號”衛(wèi)星10個分系統(tǒng)的主任設計師中，只有一個是“嫦娥一號”衛(wèi)星研制隊伍中留下來的，其他的都是原來的副主任設計師，或者原來研制隊伍中逐步走上重要技術崗位的年輕技術人員。

鑒于上述四大特點，“嫦娥二號”研制團隊采取了科學有效的管理，大力倡導“用成功報效祖國”的使命、“零缺陷”的工作理念和“嚴慎細實”的工作作風，逐步形成了獨具特色的團隊文化。

對于普通百姓來說，“嫦娥二號”衛(wèi)星看點是很多的。在期待“嫦娥二號”衛(wèi)星完成主任務并傳回落月區(qū)清晰的高分辨率月面圖像的同時，“嫦娥二號”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)動機點火等衛(wèi)星在奔月過程中關鍵環(huán)節(jié)的圖像。這些畫面以前都只能通過動畫演示才能看到，而這次是真實的影像。同時，“嫦娥二號”還要盡可能地在奔月過程中對地球和月球進行實時成像。