壓題照片：嫦娥二號(hào)衛(wèi)星飛往日地拉格朗日L2點(diǎn)示意圖

  “已經(jīng)到達(dá)了我國(guó)人造航天器迄今為止最遠(yuǎn)的深空。”北京時(shí)間8月25日23時(shí)27分,經(jīng)過77天太空飛行,衛(wèi)星上4臺(tái)10N推力器點(diǎn)火,經(jīng)過約3分鐘工作,嫦娥二號(hào)準(zhǔn)確進(jìn)入其拓展任務(wù)的目的地——距地球150萬公里的日—地引力平衡點(diǎn)即“第二拉格朗日點(diǎn)”(L2點(diǎn))環(huán)繞軌道,并計(jì)劃在軌飛行至明年年底。“由于是環(huán)繞飛行,其軌道最遠(yuǎn)端距地球有172萬公里。”北京航天飛行控制中心嫦娥二號(hào)任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師周建亮說。
  “這是我國(guó)第一次進(jìn)行一次發(fā)射、執(zhí)行多個(gè)任務(wù)、多個(gè)目標(biāo)深空探測(cè)的有益嘗試。就嫦娥二號(hào)任務(wù)本身來講,她不僅是圓滿完成任務(wù),而且是超額完成任務(wù)。”中國(guó)探月與航天工程中心主任、探月工程副總指揮吳志堅(jiān)這樣評(píng)價(jià)嫦娥二號(hào)。
  “嫦娥二號(hào)拓展試驗(yàn)成功,證明了中國(guó)航天不僅有能力將航天器送入月球軌道,而且還能使其飛離月球,并在世界上第一次成功實(shí)現(xiàn)了從月球出發(fā)探測(cè)日—地引力平衡點(diǎn)的航天活動(dòng)。”中國(guó)探月與航天工程中心探月二期工程總體部副部長(zhǎng)劉彤杰說。
  自去年10月1日國(guó)慶之夜發(fā)射以來,嫦娥二號(hào)的表現(xiàn)可謂驚艷,她用完美的表現(xiàn)不斷刷新著中國(guó)航天的一個(gè)又一個(gè)紀(jì)錄。
  嫦娥二號(hào)還有多少“余力”?
  今年5月底完成全部月球探索任務(wù)后,嫦娥二號(hào)選擇了飛向深空這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)最大,也最具挑戰(zhàn)性的“謝幕”方式。
  嫦娥二號(hào)還有沒有“余力”完成新任務(wù)?又經(jīng)過了近三個(gè)月飛行,她的近況如何?
  在飛離月球之前,經(jīng)專家測(cè)算,嫦娥二號(hào)要飛往L2點(diǎn)并環(huán)繞飛行至明年年底,其所攜燃料幾乎已經(jīng)沒有余量。因此,科學(xué)家們?yōu)殒隙鸲��?hào)設(shè)計(jì)了一條用最慢速度飛往L2點(diǎn)的低能量轉(zhuǎn)移軌道,以避免“猛踩油門”離開月球和到達(dá)L2點(diǎn)繞飛軌道時(shí)“猛然剎車”所造成的雙倍燃料消耗。“嫦娥二號(hào)此行最低速度只有每秒31.7米,也就是每小時(shí)114公里。對(duì)于航天器而言,速度已經(jīng)非常低了——火箭將嫦娥二號(hào)送入地月軌道的速度大約是每秒11公里,是現(xiàn)在的300多倍。”周建亮說。
  周建亮解釋說,在執(zhí)行正式任務(wù)時(shí),衛(wèi)星攜帶的燃料需要有比較大的余量以應(yīng)付各種意外狀況,但嫦娥二號(hào)目前執(zhí)行的已是額外拓展任務(wù),燃料也會(huì)使用到極限。“由于測(cè)定軌道準(zhǔn)確、飛行控制精確,原計(jì)劃飛往L2點(diǎn)途中要進(jìn)行的4次修正實(shí)際只在6月20日進(jìn)行了一次,因此她目前的燃料狀況比剛飛離月球時(shí)預(yù)想的要好——衛(wèi)星剩余的有效燃料,還能提供130米/秒的速度增量,而從現(xiàn)在持續(xù)到明年年底的繞飛,需要96米/秒的速度增量,這樣,嫦娥二號(hào)尚有大約30米/秒的速度增量余量。這是衛(wèi)星完成任務(wù)的基本保障。”
  我們能否始終“牽手”嫦娥二號(hào)?
  即便燃料夠用,在深入中國(guó)人此前從未“涉足”的遙遠(yuǎn)太空之后,我們?cè)诘孛嫔线�能否始終與其“牽手”?對(duì)于衛(wèi)星而言,地面測(cè)控至關(guān)重要。
  目前衛(wèi)星基本已經(jīng)到達(dá)此行的最遠(yuǎn)距離,嫦娥二號(hào)的信號(hào)已經(jīng)非常微弱了。”周建亮說,我國(guó)兩大測(cè)控網(wǎng)之一的天文觀測(cè)網(wǎng)在嫦娥二號(hào)探月期間是利用S頻段和X頻段進(jìn)行雙頻段觀測(cè),但在深空,目前只能使用單X頻段觀測(cè)。而另一大測(cè)控系統(tǒng)航天測(cè)控網(wǎng)也已經(jīng)將信號(hào)上行加到了最大發(fā)射功率。“通常設(shè)備、天線對(duì)衛(wèi)星采用的是自動(dòng)跟蹤方式,但現(xiàn)在完全要靠地面預(yù)報(bào)衛(wèi)星的位置,強(qiáng)行調(diào)整天線的指向完成跟蹤。當(dāng)然,我們還可以采用一些手段進(jìn)一步提高測(cè)控能力。應(yīng)該說,在如此遠(yuǎn)的距離,地面測(cè)控已經(jīng)經(jīng)受住了考驗(yàn)。”
  事實(shí)上,之所以選擇讓嫦娥二號(hào)飛往L2點(diǎn),其最核心的價(jià)值,正是“深空測(cè)控”四個(gè)字。
  為什么要去“第二拉格朗日點(diǎn)”?
  嫦娥二號(hào)的新任務(wù)是在日—地“第二拉格朗日點(diǎn)”環(huán)繞飛行至明年年底。
  為什么是“第二拉格朗日點(diǎn)”?
  為讓嫦娥二號(hào)有一個(gè)華彩“謝幕”,專家曾提出多種方案。吳志堅(jiān)副總指揮說:“其一,按國(guó)際上通行的做法——像嫦娥一號(hào)一樣受控撞月——沒有新意;其二,繼續(xù)環(huán)月飛行,這沒有多少新任務(wù);其三,飛回地球,為探月三期后續(xù)衛(wèi)星返回地球積累經(jīng)驗(yàn),但通過對(duì)嫦娥二號(hào)燃料進(jìn)行計(jì)算,衛(wèi)星只能飛回近地,不能夠模擬衛(wèi)星再入大氣層,因此無法獲取氣動(dòng)熱數(shù)據(jù),科學(xué)價(jià)值和技術(shù)價(jià)值也不可能實(shí)現(xiàn);其四,讓它離開月球探測(cè)小行星,但由于目標(biāo)比較單一,也放棄了;最后,專家選擇了飛向‘第二拉格朗日點(diǎn)’。”