中新網(wǎng)11月2日電 題:設(shè)計一條科學(xué)的奔月路線圖
特約記者 陳全育
月亮是地球唯一的自然天體衛(wèi)星，它以寧靜皎潔的形態(tài)展現(xiàn)在地球人類的面前。在華夏民族的血脈中，它更承載著特殊的文化內(nèi)涵，無論是傳遞思念的使者，還是奔月嫦娥的文學(xué)意象，它都以“遙遠(yuǎn)”為我們裝點著的某種美麗。
384,400公里，現(xiàn)代科學(xué)用數(shù)字準(zhǔn)確描述的地月間之平均距離，使這種“遙遠(yuǎn)”有了更加具體的內(nèi)涵。雖然這是科學(xué)意義上離地球最近的天體，但要跨越這近40萬公里的距離，實現(xiàn)月球探測器與處在對地公轉(zhuǎn)、自身自轉(zhuǎn)狀態(tài)中的月球的精確“約會”，卻并非易事。這主要依賴于一條科學(xué)合理的“奔月”路線的精妙設(shè)計。
自開展探月活動以來，人類共有4種繞月探測衛(wèi)星的線路方式。第一種，運載火箭將月球探測器送入地球低軌的圓形軌道，然后探測器自行加速進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道并到達(dá)月球。第二種，運載火箭將月球探測器送入環(huán)地球的大橢圓軌道，然后探測器在橢圓軌道的近地點處加速進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道并到達(dá)月球。第三種，運載火箭將月球探測器送到地月引力平衡點處，探測器加速進(jìn)入月球軌道，最終到達(dá)月球。第四種，運載火箭直接將月球探測器送入地月轉(zhuǎn)移軌道并到達(dá)月球。
考慮到我國的具體情況，嫦娥一號衛(wèi)星的發(fā)射窗口按35分鐘控制。經(jīng)過精確的分析和計算，為了用最小的代價實現(xiàn)奔月過程，嫦娥一號衛(wèi)星最終選擇了第二種線路�！版隙鹨惶栃l(wèi)星奔月線路經(jīng)過了層層篩選，充分體現(xiàn)了中國航天的特色，既完美地利用了長征三號甲火箭和東方紅三號衛(wèi)星平臺的優(yōu)點，又保證了很強(qiáng)的安全性。”我國航天系統(tǒng)知名衛(wèi)星軌道專家楊維廉教授介紹說。
長征三號甲運載火箭將嫦娥一號衛(wèi)星首先送入近地點200公里、遠(yuǎn)地點51000公里、周期為16小時的環(huán)地球大橢圓軌道。衛(wèi)星在這條軌道上運行兩圈，并在第二個遠(yuǎn)地點作一次小的變軌，將近地點抬高到600公里。此后，在此軌道上運行三圈后，衛(wèi)星到達(dá)近地點時進(jìn)行第一次大的變軌，將軌道周期調(diào)整為24小時。在這條軌道上運行一圈再次到達(dá)近地點時衛(wèi)星做第二次大的變軌，將軌道周期增加到48小時。衛(wèi)星在這三條大橢圓軌道上共運行約五天，這一段軌道稱為“調(diào)相軌道”。 我國繞月探測工程總指揮欒恩杰介紹說，采用這樣的調(diào)相軌道最大的好處是，可有多次機(jī)會調(diào)整軌道，消除由于發(fā)射和其他因素造成的誤差，并且每次變軌時，衛(wèi)星相對于地球的位置基本不變，可以在固定位置對變軌過程進(jìn)行監(jiān)控。
衛(wèi)星在調(diào)相軌道運行結(jié)束到達(dá)最后一次經(jīng)過近地點時，再作一次大的變軌，便進(jìn)入了地月轉(zhuǎn)移軌道。至此，在飛往月球的過程中，為了獲得足夠大的運行軌道，衛(wèi)星共進(jìn)行了3次重要的加速。
“地月轉(zhuǎn)移軌道是進(jìn)行月球探測時最重要的軌道段，也是月球探測器飛行中最容易出問題的軌道部分。衛(wèi)星在這個軌道段的飛行需要同時考慮地球、月球甚至太陽的引力作用�！睏罹S廉說，這一軌道段的設(shè)計非常復(fù)雜，在衛(wèi)星的實際運行中，還要經(jīng)過2到3次軌道修正，才能順利奔向月球。
隨后，嫦娥一號衛(wèi)星將沿著這條設(shè)計精妙的地月轉(zhuǎn)移軌道飛向月球，并在飛行114小時后到達(dá)近月點。
嫦娥一號衛(wèi)星從起飛到進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道的飛行過程中，會多次經(jīng)過中國上空。專家們斷言，如果地理位置、天氣條件允許的話，公眾可能會用肉眼觀察到現(xiàn)代“嫦娥”奔月的景象。
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