□ 新 文
2012年度国家科技奖励大会上,“嫦娥二号工程”荣获国家科学技术进步奖特等奖。这是党和国家对工程研制的充分肯定和最高褒奖。回顾两年来“嫦娥二号”的每一次跨越,都仿佛聆听到科技创新的激昂旋律。
嫦娥二号本是嫦娥一号的备份,原计划用来弥补嫦娥一号任务的风险。2008年6月,嫦娥二号被确定为工程二期的先导星,主要验证“软着陆”任务部分关键技术。10月16日,国务院批准实施嫦娥二号任务。至此,从“绕”起步、为“落”而生的嫦娥二号,由“替补”变身“先锋”。
2010年10月1日,肩负着全新历史使命的嫦娥二号划破苍穹,奔向月球。
从“替补”到“先锋”,开拓进取的航天人对嫦娥二号卫星做了大量技术改进,并新研了部分载荷和试验分系统,实现了新的技术跨越:开辟了奔月时间短、卫星燃料消耗少的直接奔月轨道;验证了X 频段深空测控技术,实现了航天测控由S 向X 频段的跨越;对月面虹湾地区进行高分辨率成像,为嫦娥三号“软着陆”任务积累了经验。
经过几个月的飞行和探测,嫦娥二号全面完成了预定的各项科学探测任务,在多项航天技术上也实现新的跨越,特别是对虹湾地区的近距离探测成果达到或优于国际先进水平。
按照半年的设计寿命,到2011年4月,嫦娥二号大功告成。探测任务相当顺利 ,探测器上的仪器状态良好,而且还节余不少燃料。在这种情况下,对嫦娥二号的下一步走向就面临着选择。经过综合权衡,最终最具风险也最具价值的方案——开展拓展试验落到嫦娥二号身上。
拓展试验包括三项内容:一是补全月球南北两极漏拍点;二是在月球背面测控无法支持情况下,用主发动机点火降轨至15 公里轨道高度,再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像;第三项也是最重要的一项,是从月球轨道出发,奔向日地L2 点,进行深空探测。
2011年4月下旬至5月底,开展了补拍月球南北两极漏拍点和再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像拓展试验。
2011年6月9日,奔向L2 点的第三项拓展试验实施。嫦娥二号受控飞离月球,奔向150 万公里远的日地拉格朗日L2 点,开启了中国深空探测的新征程。
此次拓展性试验,具有轨道新、距离远、飞行时间长、准备时间短等特点,对嫦娥二号卫星系统、测控系统和地面应用系统都是极大的挑战。
2011年8月25日,嫦娥二号精确飞抵L2 点并进入环绕轨道,标志着三项拓展试验圆满成功。我国成为世界上继欧空局和美国之后第三个造访L2 点的国家和组织。
此后,嫦娥二号环绕L2 点进行了为期10个月的科学探测,获得了地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马爆的大量科学数据。
嫦娥二号拓展试验的成功实施,实现了我国航天从38 万公里到150 万公里的跨越,创造了我国航天乃至国际航天的多个“第一”:国际上,第一次获得7 米分辨率的全月球立体影像图,第一次从月球轨道出发探测拉格朗日点,第一次实现我国对月球以远的太空进行探测;我国第一次开展拉格朗日点转移轨道和使命轨道的设计和控制,并实现了150-170 万公里远距离测控通信。
通过开展拓展试验,嫦娥二号的工作寿命延长至两年多。这“多出来的”两年时间,对航天人更是弥足珍贵。嫦娥二号也成为我国第一次进行一次发射、探测多个目标、执行多科学探测任务的有益尝试。
2012年3月,嫦娥二号环绕L2 点飞行200 余天,全面完成了拓展任务工程目标和科学探测任务。孜孜不倦、不懈求索的航天人没有停下脚步,如何发挥“嫦娥”余热已早在酝酿之中了。
从L2 点飞L1 点;飞回月球;从L2点飞走有关专家提出了若干方案。总师系统对若干方案进行深入论证后,最终建议飞往更远的深空探测小行星,以充分发挥嫦娥二号卫星的科学和技术试验潜力。
2012年6月1日,已在日地拉格朗日L2 点开展了10个月科学探测的嫦娥二号卫星,成功变轨,脱离L2 点环绕轨道,进入飞往小行星的轨道。
嫦娥二号卫星这次旅行无疑是中国航天史上最远的一次“太空长征”,而这“长征”背后,蕴含着太多的创新与艰辛,凝聚着太多的协同与攻关。
这次再拓展任务任务能否成功,关键在于图塔蒂斯小行星轨道能否预测精准。工程总体组织地面应用系统及有关单位,集中国内多台天文光学望远镜,多家天文台联合攻关,连续精确测定了图塔蒂斯小行星的运行轨道,形成了具有中国特色的该小行星轨道。
12月13日,飞离日地拉格朗日L2点约200 天的嫦娥二号卫星,成功受控飞抵距地球约700 万公里远的深空。16时30 分,嫦娥二号与图塔蒂斯小行星由远及近擦身而过,交会时的相对距离被控制在15 公里左右,相对速度近11 公里/秒。交会时嫦娥二号星载监视相机对小行星进行了光学成像,真正实现了“轨道测得准、卫星控得住、图像拍得好”的工程目标。至此,嫦娥二号再拓展试验圆满成功,嫦娥二号工程完美收官。
700 万公里,新的“中国高度”诞生!
这不仅代表了中国航天器飞行的“距离高度”,更是中国航天日益增强的“科技高度”,凝聚着中国航天不断寻求突破的“创新高度”!
嫦娥二号再拓展试验的成功实施,使我国首次拥有了飞入行星际的探测器;首次突破并掌握了700 万公里远的轨道设计与控制技术;采用光学定轨,形成了具有中国特色的图塔蒂斯小行星轨道;通过在卫星飞行中对我国新建成的喀什35 米和佳木斯66 米两个深空站和上海65 米VLBI 站进行标校试验,实战检验了我国深空测控、天文观测的水平和能力,为我国未来的深空探测活动,尤其是小行星探测奠定了坚实的基础。
从备份星到先导星,从月球探测卫星到太阳系人造小行星,原本设计寿命仅6个月的嫦娥二号卫星,已经超期服役20 余月,她不断华丽蜕变,创造一个又一个奇迹,带给人们一个又一个惊喜。
这一次次蜕变的背后,是一个个科学的决策。一个个奇迹的创造,靠的是以创新驱动发展,始终科学论证、科学规划、科学组织、科学管理,最大限度挖掘嫦娥二号潜力;靠的是大力协作、集智攻关;靠的是精诚合作、密切配合;靠的是每一位航天人的勇于探索、勇于超越、勇于奉献。
宇宙空间奥秘无限,航天事业征途漫漫,科技创新永无止境。以月球探测为起步的深空探测工程,集成了我国国防科技工业的高精尖技术成果。在迈向深空的征途上,科研人员实现了中国航天研发、制造、应用能力和水平的跃升,突破了一批核心和关键技术,取得了一系列重大科技创新成果。
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。当前,探月二期工程正处在攻坚阶段。今年,探月工程大幕再启,将迎来承担“落月”任务的嫦娥三号,首次实现我国探测器在地外天体着陆。技术更新,风险更高,难度更大,责任更重。中国航天人将大力弘扬“两弹一星”精神、载人航天精神和“军工精神”,继续发扬自尊自强、严谨求实、敢为人先、百折不挠的科研作风,努力营造勇于创新、尊重创新、激励创新、协同创新的文化氛围,将中国航天事业不断推向前进,为建设创新型国家、实现中华民族伟大复兴,做出新的更大贡献!中华民族必将迎来深空探测又一个崭新开端!■