9月30日，推舉“嫦娥二號”的長征三號丙火箭進行常規(guī)燃料加注，“嫦娥二號”發(fā)射進入倒計時。中新社記者 宋吉河 攝
中新網(wǎng)10月1日電 根據(jù)日前公布的消息，中國探月工程二期的技術(shù)先導(dǎo)星“嫦娥二號”將于今日至3日擇機在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心實施發(fā)射。此次任務(wù)的主要目的是驗證“嫦娥三號”任務(wù)的部分關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)的“嫦娥三號”、“嫦娥四號”探測器實現(xiàn)成功落月積累經(jīng)驗，進一步深化“嫦娥一號”月球科學(xué)探測。
據(jù)從中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心傳來的消息，承擔“嫦娥二號”衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的“長征三號丙”運載火箭9月30日開始燃料加注。燃料加注是測試、準備工作中的最后一道工作，之后，發(fā)射場進入發(fā)射程序。
據(jù)介紹，火箭燃料分為常規(guī)推進劑和低溫推進劑兩種。30日進行的是為火箭一、二級和助推器加注常規(guī)推進劑，整個加注時間約為5小時。由于火箭第三級使用的是質(zhì)量更輕、能量更高的低溫推進劑，這部分燃料的加注要到發(fā)射前8個小時才開始。一旦開始加注低溫推進劑，發(fā)射就進入不可逆狀態(tài)。
探月工程二期開路先鋒
“嫦娥二號”任務(wù)的主要目標，是為探月工程二期實現(xiàn)月面軟著陸開展部分關(guān)鍵技術(shù)試驗，積累工程經(jīng)驗，并在“嫦娥一號”任務(wù)基礎(chǔ)上繼續(xù)月球科學(xué)的探測和研究。據(jù)介紹，嫦娥二號衛(wèi)星在嫦娥一號備份星基礎(chǔ)上進行技術(shù)改進，是二期工程的技術(shù)先導(dǎo)星。
探月工程副總設(shè)計師于登云說，所謂“先導(dǎo)”，是相對于探月工程二期中的“嫦娥三號”、“嫦娥四號”而言，主要體現(xiàn)在直接奔月、100公里軌道繞月、變軌到離月球15公里軌道、對備選著陸區(qū)進行高分辨率成像等方面。
“嫦娥二號”任務(wù)選擇與“嫦娥三號”任務(wù)相似的奔月、月球捕獲軌道，通過實際飛行掌握直接奔月和100公里近月捕獲技術(shù)，將為“嫦娥三號”月球軟著陸任務(wù)探索技術(shù)途徑。專家比喻說，“嫦娥二號”就是探月工程二期的開路先鋒。
據(jù)探月工程相關(guān)技術(shù)負責人介紹，嫦娥二號衛(wèi)星的探月活動整個過程大致為：在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長征三號丙運載火箭將把嫦娥二號衛(wèi)星送入近地點高度200公里、遠地點高度38萬公里的直接奔月軌道。衛(wèi)星奔月飛行約需112小時，期間計劃進行2—3次軌道修正。
當衛(wèi)星到達月球附近的特定位置時，實施近月制動，進入近月點100公里的橢圓軌道。再經(jīng)過兩次軌道調(diào)整，進入100公里的極月圓軌道。之后，衛(wèi)星擇機變軌，進入100公里乘15公里的橢圓軌道，拍攝探月后續(xù)任務(wù)著陸的月球虹灣備選著陸區(qū)圖像。1—2天后，衛(wèi)星返回100公里環(huán)月軌道，繼續(xù)開展技術(shù)試驗和科學(xué)探測。
“嫦娥二號”任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有三個，是公眾可以關(guān)注的看點：
——第一個環(huán)節(jié)，就是衛(wèi)星要直接發(fā)射到奔月軌道也就是地月轉(zhuǎn)移軌道的入口，能不能精確入軌，被認為是最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。
——第二個環(huán)節(jié)，是衛(wèi)星到達月球附近的時候，能不能被月球捕獲。
——第三個環(huán)節(jié)，就是繞月一段時間過后衛(wèi)星要進行降軌。因為降軌必須在月球的背面，地面測控系統(tǒng)夠不著，完全靠衛(wèi)星自主控制。
“嫦娥二號”將完成十大目標
據(jù)探月工程有關(guān)負責人介紹，“嫦娥二號”任務(wù)主要分為工程和科學(xué)兩大目標。從工程上來說，“嫦娥二號”任務(wù)這次有兩大目標，即驗證先進技術(shù)、探測備選著陸區(qū)。
嫦娥二號衛(wèi)星系統(tǒng)副總設(shè)計師饒偉說，嫦娥二號衛(wèi)星到15公里軌道上時特別對嫦娥三號探測器的備選著陸區(qū)勘測成像，獲取地形地貌信息以保證其未來安全著陸。
饒偉說，嫦娥三號探測器計劃于2013年左右發(fā)射并在月球軟著陸，目前選擇在月球的虹灣地區(qū)著陸，因此要對這么一塊南北100公里、東西300公里的區(qū)域預(yù)先進行高分辨率成像。
從科學(xué)目標上說，“嫦娥二號”任務(wù)有四個科學(xué)目標，除了前面提到的要獲取分辨率優(yōu)于10米的月球表面三維影像之外，還有探測分析月球表面元素含量與分布、探測月壤、探測地月與近月空間環(huán)境。
六大工程目標包括：
——突破運載火箭直接將衛(wèi)星發(fā)射至地月轉(zhuǎn)移軌道的發(fā)射技術(shù)。突破直接進入奔月軌道的彈道設(shè)計技術(shù)、運載火箭低溫三子級滑行時間可調(diào)技術(shù)，利用長征三號丙運載火箭將衛(wèi)星直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道，降低二期工程后續(xù)任務(wù)的實施風(fēng)險。
——試驗X頻道深空測控技術(shù)，初步驗證深空測控體制。在嫦娥二號衛(wèi)星上搭載X頻段應(yīng)答機，與我國X頻段地面測控設(shè)備配合，驗證X頻段測控體制，為嫦娥三號任務(wù)積累工程經(jīng)驗。
——驗證100公里月球軌道捕獲技術(shù)。選擇與嫦娥三號任務(wù)相似的奔月、月球捕獲軌道，通過實際飛行掌握直接奔月和100公里近月捕獲技術(shù)，為嫦娥三號任務(wù)探索技術(shù)途徑；嫦娥二號衛(wèi)星在100公里軌道長時間運行，探測100公里軌道空間環(huán)境，積累更多的近月空間環(huán)境數(shù)據(jù)，提高月球探測熱紅外分析模型的準確性。
——驗證100公里×15公里軌道機動與快速測定軌技術(shù)。開展100公里×15公里軌道機動試驗，驗證嫦娥三號任務(wù)著陸前在不可見弧段變軌的星地協(xié)同程序；在100公里×15公里軌道飛行期間，驗證100公里×15公里軌道快速測定軌能力，這些測定軌數(shù)據(jù)對深入研究月球重力場分布，提高重力場模型精度有重要意義。
——試驗低密度校驗碼(LDPC)遙測信道編碼、高速數(shù)據(jù)傳輸、降落相機等技術(shù)。配置降落相機，校驗其對月成像能力；試驗強糾錯能力的LDPC信道編譯碼技術(shù)，提高衛(wèi)星遙測鏈路性能，為探月工程和其他深空探測項目提供技術(shù)儲備；將衛(wèi)星數(shù)傳碼速率提高至 6Mbit/s，試驗12 Mbit/s，以期滿足數(shù)據(jù)傳輸量增大的需求。
——對嫦娥三號任務(wù)預(yù)選著陸區(qū)進行高分辨率成像試驗。在100公里×15公里軌道，CCD立體相機在 15公里近月點處對嫦娥三號任務(wù)預(yù)選著陸區(qū)進行優(yōu)于1.5米分辨率成像試驗；在100公里圓軌道，對預(yù)選著陸區(qū)進行優(yōu)于10米分辨率成像。利用預(yù)案著陸區(qū)月表圖像，繪制三維地形圖，有利于定量評估預(yù)選著陸區(qū)的特性，提高嫦娥三號任務(wù)著陸安全性。
四大科學(xué)目標包括：
——獲取月球表面三維影像，分辨率優(yōu)于10米。利用CCD立體相機獲取高分辨率的月球表面三維影像，結(jié)合激光高度計獲取的月表地形高程數(shù)據(jù)，可獲取月球表面高精度地形數(shù)據(jù)，為后續(xù)著陸區(qū)優(yōu)選提供依據(jù)，同時為劃分月球表面的地貌單元精細結(jié)構(gòu)、斷裂和環(huán)形構(gòu)造，提供原始資料。
——探測月球物質(zhì)成分。利用經(jīng)技術(shù)改進的γ射線譜儀和X射線譜儀，可以探測月球表面9種元素——硅、鎂、鋁、鈣、鈦、鉀、釷、鈾的含量與分布特征，獲得更高空間分辨率和探測精度的元素分布圖。
——探測月壤特性。利用微波探測技術(shù)，測量月球表面的微波輻射特征，獲取3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz的微波輻射亮度溫度數(shù)據(jù)，估算月壤厚度。
——探測地月與近月空間環(huán)境。嫦娥二號衛(wèi)星在軌運行期間正是太陽活動高峰年，是探測研究太陽高能粒子事件、CME、太陽風(fēng)，及它們對月球環(huán)境影響的最佳探測時期。利用太陽高能粒子探測器和太陽風(fēng)離子探測器，獲取行星際太陽高能粒子與太陽風(fēng)離子的通量、成分、能譜及其隨時空變化的特征，可研究太陽活動與地月空間及近月空間環(huán)境的相互作用；獲取地月空間環(huán)境數(shù)據(jù)，可為后續(xù)探月工程提供環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)。
此次任務(wù)由5大系統(tǒng)構(gòu)成 總投入約9億元
中國國防科工局探月與航天工程中心提供信息稱，“嫦娥二號”任務(wù)總經(jīng)費投入大約9億人民幣，共由衛(wèi)星、運載火箭、發(fā)射場、測控和地面應(yīng)用5大系統(tǒng)構(gòu)成。
衛(wèi)星系統(tǒng)：由中國航天科技集團公司空間技術(shù)研究院為主承擔，其中有效載荷由中國科學(xué)院負責研制。其主要任務(wù)是研制“嫦娥二號”衛(wèi)星，完成在軌試驗和探測任務(wù)。
運載火箭系統(tǒng)：由中國航天科技集團公司運載火箭技術(shù)研究院為主承擔，主要任務(wù)是改進研制“長征三號丙”運載火箭，將“嫦娥二號”衛(wèi)星直接發(fā)射至近地點200公里、遠地點約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。
發(fā)射場系統(tǒng)：由西昌衛(wèi)星發(fā)射中心和北京特種工程研究院承擔，主要任務(wù)是完成發(fā)射場適應(yīng)性改造及發(fā)射試驗任務(wù)的組織、指揮、實施和技術(shù)勤務(wù)保障。
測控系統(tǒng)：由北京跟蹤與通信技術(shù)研究所負責總體設(shè)計，北京航天飛行控制中心、西安衛(wèi)星測控中心、中國衛(wèi)星海上測控部和中科院上海天文臺等單位承擔，并與歐空局積極開展國際測控聯(lián)網(wǎng)合作。主要任務(wù)是完成火箭發(fā)射、衛(wèi)星奔月和在軌工作等全壽命的測控任務(wù)，并支持衛(wèi)星系統(tǒng)開展相關(guān)技術(shù)試驗和科學(xué)探測任務(wù)。
地面應(yīng)用系統(tǒng)：由中科院國家天文臺為主承擔，負責科學(xué)探測計劃制定，有效載荷的在軌運行管理，探測數(shù)據(jù)的接收、處理、解譯和管理，并開展科學(xué)數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用。
背景：中國探月工程三部曲
2020年前，中國月球探測工程以無人探測為主，分三個實施階段。
“繞”：2004年~2007年(一期)，研制和發(fā)射我國首顆月球探測衛(wèi)星，實施繞月探測。這一階段主要任務(wù)是研制和發(fā)射月球探測衛(wèi)星，突破繞月探測關(guān)鍵技術(shù)，對月球地形地幔、部分元素及物質(zhì)成分、月壤特性、地月空間環(huán)境等進行全球性、整體性與綜合性的探測，并初步建立我國月球探測航天工程系統(tǒng)。
“落”：2013年前后(二期)，進行首次月球軟著陸和自動巡視勘測。主要任務(wù)是突破月球軟著陸、月面巡視勘察、深空測控通訊與遙控操作、深空探測運載火箭發(fā)射等關(guān)鍵技術(shù)，研制和發(fā)射月球軟著陸探測器和巡視探測器，實現(xiàn)月球軟著陸和巡視探測，對著陸區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和物質(zhì)成分等進行探測，并開展月基天文觀測。
“回”：2020年前(三期)，進行首次月球樣品自動取樣返回探測。主要任務(wù)是突破采樣返回探測器小型采樣返回艙、月表鉆巖機、月表采樣器、機器人操作臂等技術(shù)；在現(xiàn)場分析取樣的基礎(chǔ)上，采集關(guān)鍵性樣品返回地球，進行試驗室分析研究；深化對地月系統(tǒng)的起源與演化的認識。