论文部分内容阅读
今年3月1日,中国国家航天局局长栾恩杰宣布:中国将在今年启动"嫦娥工程",开展以月球探测为主的深空探测预先研究,并力争在三年之内,发射绕月飞行的月球探测卫星。目前,整个工程进展顺利,特别是几项关键技术取得突破,探月路线图也已确定。
月球探测卫星的研制包括多项关键技术。其中关键技术产品的研制主要有以下两项:
(1)紫外月球敏感器:月球探测卫星在环月轨道上采取对月定向三轴姿态稳定方式。由于月球外围没有大气CO2辐射带,普通的红外地平敏感器不再适用。星敏感器可以测量卫星相对于惯性空间的姿态,需要精确的轨道数据才能间接得到相对于月球的姿态。紫外/可见光波段的CCD成像敏感器能够直接测量卫星相对于月球的姿态,是理想的月球敏感器。
为研制紫外月球敏感器,必须突破组合大视场光学系统设计、高速大容量处理器应用、图像处理和自主姿态确定算法等技术难题。
目前已经完成了月球紫外光谱特性研究、光学系统的方案设计、信息处理软件的算法研究、地面测试设备的方案设计、紫外月球敏感器整机的方案设计等工作,正在进行光学、结构件的投产和测试。在不久的将来可以完成工程样机及其鉴定试验。
(2)两轴转动S波段定向天线:月球探测卫星距地球约38万千米,射频信道的自由空间损耗与地球同步轨道卫星相比高出约20分贝,与近地轨道卫星相比高出约46分贝。
同时在环月飞行时卫星对月定向,没有固定的对地指向。因此为了保证数据能够有效的可靠传输,要求星载天线既要实现高增益,又要实现半空间的定向覆盖,满足以上要求的优选方案是两轴转动机械扫描式高增益定向天线。
对于大角度两轴转动机械扫描式高增益定向天线,双轴转动装置的驱动、轴承润滑和预载、线束管理、机构的热控措施等都是必须解决的难点。
目前,也完成了对天线的射频部分、结构机构部分和热控部分的方案设计,正在进行产品的研制,在不久的将来可以完成工程样机及其鉴定试验。
由于月球与地球的距离达到了38万千米,这也是中国的卫星第一次到达距离地球这么远的地方,给卫星的发射带来了一定的难度。为了确保发射成功,科学家们决定采用多级推进的方式将探测卫星送入环月轨道。
中国月球探测卫星飞行程序
我国月球探测卫星的飞行过程将主要分为三个阶段:
(1) 调相轨道段:月球探测卫星与运载火箭分离后,将先围绕地球运行一段时间。通过三次近地点变轨,逐步抬高轨道的远地点。在第三次变轨后(11),卫星脱离地球轨道,进入奔向月球的地-月转移轨道。
(2) 地-月转移轨道段:地-月转移轨道是一条复杂的曲线,卫星要飞行5~6天,其间根据轨道的具体参数进行1~2次中途修正(13,15),以保证卫星正确进入预定的月球轨道。
(3) 环月轨道段:当卫星达到距月球200千米时,卫星进行减速制动(18),进入环绕月球南-北极运动的月球极轨道。此后经过两次近月点制动(20,22),降低远月点的高度,实现最终高度为200千米的月球极月圆轨道。通过轨道修正和仪器设备在轨测试,进入正常工作状态。
月球探测卫星从发射到进入到环月工作轨道的总时间为 8~9天。
月球探测卫星的研制包括多项关键技术。其中关键技术产品的研制主要有以下两项:
(1)紫外月球敏感器:月球探测卫星在环月轨道上采取对月定向三轴姿态稳定方式。由于月球外围没有大气CO2辐射带,普通的红外地平敏感器不再适用。星敏感器可以测量卫星相对于惯性空间的姿态,需要精确的轨道数据才能间接得到相对于月球的姿态。紫外/可见光波段的CCD成像敏感器能够直接测量卫星相对于月球的姿态,是理想的月球敏感器。
为研制紫外月球敏感器,必须突破组合大视场光学系统设计、高速大容量处理器应用、图像处理和自主姿态确定算法等技术难题。
目前已经完成了月球紫外光谱特性研究、光学系统的方案设计、信息处理软件的算法研究、地面测试设备的方案设计、紫外月球敏感器整机的方案设计等工作,正在进行光学、结构件的投产和测试。在不久的将来可以完成工程样机及其鉴定试验。
(2)两轴转动S波段定向天线:月球探测卫星距地球约38万千米,射频信道的自由空间损耗与地球同步轨道卫星相比高出约20分贝,与近地轨道卫星相比高出约46分贝。
同时在环月飞行时卫星对月定向,没有固定的对地指向。因此为了保证数据能够有效的可靠传输,要求星载天线既要实现高增益,又要实现半空间的定向覆盖,满足以上要求的优选方案是两轴转动机械扫描式高增益定向天线。
对于大角度两轴转动机械扫描式高增益定向天线,双轴转动装置的驱动、轴承润滑和预载、线束管理、机构的热控措施等都是必须解决的难点。
目前,也完成了对天线的射频部分、结构机构部分和热控部分的方案设计,正在进行产品的研制,在不久的将来可以完成工程样机及其鉴定试验。
由于月球与地球的距离达到了38万千米,这也是中国的卫星第一次到达距离地球这么远的地方,给卫星的发射带来了一定的难度。为了确保发射成功,科学家们决定采用多级推进的方式将探测卫星送入环月轨道。
中国月球探测卫星飞行程序
我国月球探测卫星的飞行过程将主要分为三个阶段:
(1) 调相轨道段:月球探测卫星与运载火箭分离后,将先围绕地球运行一段时间。通过三次近地点变轨,逐步抬高轨道的远地点。在第三次变轨后(11),卫星脱离地球轨道,进入奔向月球的地-月转移轨道。
(2) 地-月转移轨道段:地-月转移轨道是一条复杂的曲线,卫星要飞行5~6天,其间根据轨道的具体参数进行1~2次中途修正(13,15),以保证卫星正确进入预定的月球轨道。
(3) 环月轨道段:当卫星达到距月球200千米时,卫星进行减速制动(18),进入环绕月球南-北极运动的月球极轨道。此后经过两次近月点制动(20,22),降低远月点的高度,实现最终高度为200千米的月球极月圆轨道。通过轨道修正和仪器设备在轨测试,进入正常工作状态。
月球探测卫星从发射到进入到环月工作轨道的总时间为 8~9天。