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标  题: “嫦娥”工程技术难题探析
发信站: 哈工大紫丁香 (2004年03月29日18:53:37 星期一), 站内信件

《科学时报》     作者：马晓中

     3月24至25日，“嫦娥”工程(我国绕月探测工程)第一次工作会暨大总体协调会在京
召开，会议首次明确，“嫦娥”一号绕月卫星及其运载火箭将于2006年10月完成全部研制
工作，待命出厂，力争2006年12月发射升空。目前工程五大系统的研制工作已全面展开。
同时，工程领军人物也已确定。“嫦娥奔月”在即，那么，它将主要依靠哪些技术，有没
有什么技术难题呢？

    首次出征基于成熟技术

    “我国绕月探测工程目前已确定了四大科学目标和五大工程目标。”国防科学技术工
业委员会副主任、国家航天局局长、绕月探测工程总指挥栾恩杰说。

    据栾恩杰介绍，四大科学目标分别是获取月球表面三维影像；分析月球表面有用元素
含量和物质类型的分布特点；探测月壤特性；探测地月空间环境。绕月探测工程系统由月
球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成，相应地要实现5项工程
目标。具体目标是：研制和发射我国第一个月球探测卫星；初步掌握绕月探测基本技术；
首次开展月球科学探测；初步构建月球探测航天工程系统；为月球探测后续工程积累经验
。

    “嫦娥”一号选用的卫星火箭基本都属于成熟技术，关于这个问题，栾恩杰说：“任
何国家在从事航天活动时通常遵循一个原则：尽量采用成熟技术，在这个成熟技术的基础
上，采用新技术完成任务。”此外，我国是发展中国家，从目前的准备来看，我们只准备
了一个火箭、一个卫星来完成这个任务，这就更迫使我们一定要充分利用成熟技术。

    栾恩杰同时表示，“嫦娥工程”的第一期完全是用我们自己的技术、自己的产品、自
己的设计、自己的条件完成的一个工程，但他相信二、三期以后的国际合作会越来越多。
目前，欧洲、美国、俄罗斯的专家正在与我方探讨合作的可能。

    卫星技术要实现从绕地到绕月的突破

    此次会议明确了“嫦娥”工程的五大系统总师，其中最受关注的是卫星系统。

    刚刚当选中科院院士的中国空间技术研究院研究员叶培建，受命成为卫星系统总指挥
兼总设计师。他说，我们已经实现了绕地卫星的研制，现在要在短时间内完成绕月卫星的
研制。

    绕月卫星与过去所做的地球卫星大有不同。叶培建说，我国过去的卫星都是在地球轨
道上运行，现在这个卫星要到月球轨道上运行，过去是对地，现在是对月，这就是根本的
不同，因此就会带来以下问题：“首先，过去的卫星与地面的距离最远没有超过8万公里，
而绕月卫星离地面的距离是38万公里，这38万公里怎么走？”既不能碰着月球，也不能飞
过去，因此轨道设计和控制是一个新问题。其次，卫星对地球观察是两体定向，即太阳帆
板对太阳定向，观察设备和测控通讯设备定向地球观察和传输信息，但绕月卫星是三体定
向，太阳帆板对太阳，观察设备对月球，测控和通讯设备对地球，三体定向问题就复杂多
了。第三是测控问题，38万公里的探测带来卫星天线怎么设计、地面站怎么设计等问题。
第四个问题更为复杂，由于卫星绕着月球转、月球绕着地球转、地球带着月球和月球旁的
卫星绕着太阳转，相对关系比较复杂，从而导致绕月卫星的热变化巨大，而我们只能给绕
月卫星穿一件衣服，不能换，这件衣服要做到热的时候不热，冷的时候不冷，这是个难题
。

    现在，我国已经明确，月球探测卫星“嫦娥”一号将以“东方红”三号卫星为基础进
行研制。选用“东方红”三号卫星作为绕月卫星的基础，主要是由于它的高度可靠性。“
东方红”三号卫星是我国自行研制的通信卫星，1997年5月首次发射，迄今为止，在这颗卫
星的基础上，我国已经成功研制出了“北斗”导航卫星等6颗卫星。

    根据绕月探测工程研制总要求，月球探测卫星系统由卫星平台与有效载荷两部分组成
。在“东方红”三号卫星平台及其它卫星成熟技术的基础上，研制月球探测卫星平台。卫
星选用的有效载荷有：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、微波探测仪、太阳高能粒
子探测器、太阳风粒子探测器等。根据设计要求，月球探测卫星重量为2350公斤，有效载
荷总重量130公斤，在轨运行寿命为1年。栾恩杰补充说，其他卫星的一些成熟技术也要转
移到探月卫星上来。

    运载火箭选用国产最成熟型号

    与卫星系统同样受关注的是运载火箭系统，现在，该系统的总指挥和总设计师分别由
中国运载火箭技术研究院研究员岑拯、贺祖明担任。贺祖明曾担任长三甲、长三乙和长三
丙的总设计师。目前中国探月工程中发射月球探测器的火箭已经确定为“长征”三号甲运
载火箭。

    贺祖明介绍说，作为我国GTO运载火箭的基本型，长三甲CZ-3A　是大型三级液体运
载火箭，由于拥有更灵活先进的控制系统，可以在星箭分离前对有效载荷进行大姿态调姿
定向，并提供可调整的卫星起旋速率，因而具有很强的适应性。它主要用于发射地球同步
轨道有效载荷，同时兼顾低轨道LEO　、太阳同步轨道SSO　等其它轨道有效载荷的发
射，也可进行一箭双星或多星的发射。

    工程实施仍有难点

    就“嫦娥”工程，中国航天科技集团公司高级技术顾问孙家栋院士提出了其实施中的
难点。他说，最直接的问题就是距离远，距离越远，信号传输的时间就越长。如果探测器
走远了，很多信息要传给地球，这个方面的控制工作做不好，就会把探测器丢了。

    “作为这样一个大工程，应当有备份。” 孙家栋说，执行“嫦娥”工程的任务应该有
两发，一旦第一发出现什么问题，我们就立即总结经验进行修改。但现在经费比较紧，只
能做一发的准备，所以执行任务就很难。

    此外，从整个工程来讲，不单纯是一个火箭、卫星的问题。孙家栋说：“作为月球探
测，要求你哪一天、哪一点几点几分发射，做到这点是很难的。定了这个时间发射，就必
须在这个点发射，在所有事里面，要特别调整这一点就比较难。”

    孙家栋说，为此，今年工作的重点应当是下工夫把各方面协调好，以防止各方面都深
入开展后，暴露出问题再协调。他强调，五大系统的协同配合是保证工程实现成功的关键
。

[ 2004年3月29日 ]

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