嫦娥二号卫星的任务及要求,嫦娥二号的任务是什么

发布时间:2020-07-09 16:25:42

嫦娥二号卫星的任务及要求,嫦娥二号的任务是什么

网友回答

嫦娥二号卫星既定任务的飞行轨道包括直接地月转移轨道,近月捕获轨道,100km和100km×15 km使命轨道。扩展任务段包括月球逃逸轨道(调相轨道)、转移轨道、日-地L2 点环绕轨道和小行星交会轨道等。
  嫦娥二号卫星除完成具有时间窗口唯一性的月球制动,还需要完成工程其他既定任务,包括后续着陆任务中动力下降前的所有轨道机动试验;扩展任务包括环绕L2点飞行和4179小行星交会控制等。环月探测中两次机动降轨试验必须安排在不可测控弧段,从100km圆轨道降至100km*15 km椭圆轨道。 卫星整个飞行任务可划分为相对独立的7 个阶段:射前准备阶段、主动段、调相轨道阶段、地月转移阶段、月球捕获阶段、环月工作状态建立阶段和环月运行阶段。
  1) 飞行过程控制复杂。嫦娥一号需要经过380000km飞行过程实现月球捕获,嫦娥二号卫星则还需要经过100km×100km和100km×15km试验环月轨道。需要经历多次复杂的轨道和姿态机动,对卫星轨道控制要求高。
  2) 空间环境复杂。突出表现在月食问题,嫦娥一号卫星在寿命期内,需经历两次月食,每次月食的有效阴影时间在3h左右。在此期间,卫星无法获得光照能源,卫星温度会迅速降低,因此,对卫星能源、温度、整星工作模式要求高。
  3) 三体组合控制模式复杂,卫星环月期间,星体要对月定向,太阳翼要对日定向,定向天线要对地定向,因此对卫星本体、太阳翼、天线的姿态控制要求高。
  4) 新研和改进的设备多,嫦娥二号卫星除包含嫦娥一号卫星中的6 种有效载荷,还增加了技术试验分系统,包括X 频段应答机、降落相机等工程载荷,因此卫星系统智能终端类型复杂,对卫星的信息收集、存储、压缩、编码等处理模式有特殊要求。 为避免撞击(月球山最高超过10km),实现近月15km稳定飞行也依赖自主可靠和高精度的轨道控制。而扩展任务的实现同样需要高精度的轨道控制,如从月球轨道出发进入L2点的转移轨道,对速度控制的敏感度较高。逼近小行星的控制除需要高精度轨控,同时对轨控策略的可靠性要求较高。
  嫦娥二号卫星使命轨道之一是100km*15 km椭圆轨道,由于卫星在近月点的高度低、速度快,若轨道控制的误差较大,就会导致近月点位置发生变化,而偏离兴趣目标区域,也影响连续的测控条件保障;如果过大,甚至有卫星撞击月球的风险。因此嫦娥二号的轨道控制必须足够精确。第1 次近月点制动具有唯一性,必须在近月点附近进行减速,否则卫星将飞离月球,要想重新到达月球附近需要花费大量的燃料和时间,甚至根本无法实现; 且可靠的控制、稳定的运行, 可节省燃料预算余量和减少燃料使用, 是实施扩展任务的基础, 因此对卫星提出了高可靠的要求.为确保变轨按计划及时执行,考虑到恶劣情况,在没有地面测控支持时,卫星也要具有一定的自主变轨的能力。特别是对扩展任务中的行星际飞行,远离地球千万千米之外,实时地获取地面支持更不可能,因而提出了自主容错及故障处理的能力。

网友回答

嫦娥二号任务的成功实施,将验证直接奔月轨道发射、100km近月制动、15km变轨、高精度成像、X频段深空测控体制等关键技术,还将验证低密度奇偶校验编译码、紫外敏感器自主导航、高速数据传输、降落相机等新技术,为后续月面软着陆及深空探测任务奠定重要的技术基础;同时,在科学上将获得更加丰富和准确的探测数据,深化对月球的科学认知。
  六大工程目标
  (一)突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术。
  突破直接进入奔月轨道的弹道设计技术、运载火箭低温三子级滑行时间可调技术,利用CZ-3C运载火箭将卫星直接送入地月转移轨道,降低二期工程后续任务的实施风险。
  (二)试验X频道深空测控技术,初步验证深空测控体制。
  在CE-2卫星上搭载X频段应答机,与我国X频段地面测控设备配合,验证X频段测控体制,为CE-3任务积累工程经验。
  (三)验证100km月球轨道捕获技术。
  选择与CE-3任务相似的奔月、月球捕获轨道,通过实际飞行掌握直接奔月和100km近月捕获技术,为CE-3任务探索技术途径;CE-2卫星在100km轨道长时间运行,探测100km轨道空间环境,积累更多的近月空间环境数据,提高月球探测热红外分析模型的准确性。
  (四)验证100km×15km轨道机动与快速测定轨技术。
  开展100km×15km轨道机动试验,验证CE-3任务着陆前在不可见弧段变轨的星地协同程序;在100km×15km轨道飞行期间,验证100km×15km轨道快速测定轨能力,这些测定轨数据对深入研究月球重力场分布,提高重力场模型精度有重要意义。
  (五)试验低密度校验码(LDPC)遥测信道编码、高速数据传输、降落相机等技术。
  配置降落相机,校验其对月成像能力;试验强纠错能力的LDPC信道编译码技术,提高卫星遥测链路性能,为探月工程和其他深空探测项目提供技术储备;将卫星数传码速率提高至6Mbit/s,试验12 Mbit/s,以期满足数据传输量增大的需求。
  (六)对CE-3任务预选着陆区进行高分辨率成像试验。
  在100km×15km轨道,CCD立体相机在15km近月点处对CE-3任务预选着陆区进行优于1.5m分辨率成像试验;在100km圆轨道,对预选着陆区进行优于10m分辨率成像。利用预案着陆区月表图像,绘制三维地形图,有利于定量评估预选着陆区的特性,提高CE-3任务着陆安全性。
  三、四大科学目标
  (一)获取月球表面三维影像,分辨率优于10m。
  利用CCD立体相机获取高分辨率的月球表面三维影像,结合激光高度计获取的月表地形高程数据,可获取月球表面高精度地形数据,为后续着陆区优选提供依据,同时为划分月球表面的地貌单元精细结构、断裂和环形构造,提供原始资料。
  (二)探测月球物质成分。
  利用经技术改进的γ射线谱仪和X射线谱仪,可以探测月球表面9种元素——硅、镁、铝、钙、钛、钾、钍、铀的含量与分布特征,获得更高空间分辨率和探测精度的元素分布图。
  (三)探测月壤特性。
  利用微波探测技术,测量月球表面的微波辐射特征,获取3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz的微波辐射亮度温度数据,估算月壤厚度。
  (四)探测地月与近月空间环境。
  嫦娥二号卫星在轨运行期间正是太阳活动高峰年,是探测研究太阳高能粒子事件、CME、太阳风,及它们对月球环境影响的最佳探测时期。利用太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器,获取行星际太阳高能粒子与太阳风离子的通量、成分、能谱及其随时空变化的特征,可研究太阳活动与地月空间及近月空间环境的相互作用;获取地月空间环境数据,可为后续探月工程提供环境科学数据。
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