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"嫦娥一号"奔月动力凝聚上海 航天人心血
2007年10月17日 05:02
来源:解放日报 作者:丁波 选稿:崔笑愚
  备受关注的我国首颗月球探测卫星———“嫦娥一号”即将发射升空,它将穿越地球与月球之间的漫漫长路,最终到达距离地球38万公里左右的环月轨道。

  38万公里,几乎是中国曾经发射最远人造卫星轨道高度的10倍。如此远的距离,“嫦娥”怎么去?靠什么做动力?记者昨天获悉,作为本次“嫦娥一号”卫星推进分系统重要组成部分的核心发动机———490牛顿变轨发动机,是由上海航天技术研究院下属的上海空间推进研究所研制的,凝聚了上海航天科研人员的心血。它将为“嫦娥一号”的奔月之旅提供源源动力。

  “金牌发动机”再出征490牛顿发动机,顾名思义推力为490牛顿。航天老专家告诉记者,别小看这款490牛顿发动机,它是中国航天有名的“常胜将军”。

  上海航天从1987年就开始研制这一发动机,1991年转入正样研制。1994年11月,这款发动机第一次安装到第一颗“东方红三号”
卫星上,表现不错。迄今为止,490牛顿发动机已经应用于13颗地球同步轨道卫星,13次出征,每一次都成功完成任务。此次能够在“嫦娥一号”卫星上使用,也是与其高可靠性分不开的。

  490牛顿发动机本身体型不大,大致呈圆锥形,重量仅4.3公斤左右。如果与神舟飞船上使用的2500牛顿发动机相比,它确实是个“小弟弟”。但老专家说,体积虽小,作用可不小,在“嫦娥一号”整个飞行过程中,该发动机将耗费的推进剂相当于整个“嫦娥一号”卫星携带总推进剂量的80%左右,可谓责任重大。

  经过多次点火充分验证

  在过去,中国采用双组元推进系统的卫星进入的最高轨道在3.6万公里左右,如今“嫦娥一号”要飞行到38万公里之外。漫漫长路如何完成呢?

  据了解,“嫦娥一号”的飞行距离与路径,与过去各类气象卫星完全不同。总体而言,它的飞行分为三个阶段,即绕地调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段。相关技术负责人告诉记者,在这一过程中,490牛顿发动机要点火9次—10次,基本上每天一次,以此来逐步校正卫星的飞行轨道,并保持一定速度,使其能够最终飞到环月轨道,并被月球引力捕获后进行绕月飞行。

  该技术负责人表示,由于中国卫星如此长距离飞行还是第一次,因而490牛顿发动机进行了十分严密的试验。例如,该发动机在飞行过程中,其点火次数9次—10次,而在该批产品研制试验过程中,单台发动机预留的点火工作时间和累计启动工作次数是其实际发射所需时间和次数的数倍以上;“嫦娥一号”490牛顿发动机控制阀门的试验温度范围更大,无论是高温端还是低温端都外扩20摄氏度,能承受更热或更冷的环境;此外,对490牛顿发动机两次点火工作之间的最短时间间隔、再次启动的工作能力等也进行了试验验证,该发动机在紧急情况下具备了在很短的时间内再次点火的能力。

  近月制动点火最为关键

  据介绍,在490牛顿发动机的多次点火中,比较重要的一次是当“嫦娥一号”靠近环月轨道时,卫星要靠490牛顿发动机完成第一次近月制动,从而降低“嫦娥一号”的飞行速度,使其能成功被月球引力捕获,进入环月轨道。如果这次点火不成功,“嫦娥一号”可能会错过进入环月轨道的最好时机,从而与月球擦肩而过,或者是控制不好飞行速度,从而撞上月球。

  “嫦娥一号”飞向月球的四段路

  第一段是发射段,运载火箭把卫星送入绕地球飞行的大椭圆轨道。

  第二段是调相轨道段,卫星和火箭分离后,依靠卫星上的推进系统使卫星绕地球做3次加速变轨,一次比一次飞得更远,越来越接近月球。

  第三段是地—月转移轨道段,卫星调整飞行路线,准确飞向月球。

  第四段是绕月轨道段,卫星接近月球时“刹车”,靠月球引力进入月球轨道,开始绕月飞行。

  这四段路加起来,卫星的实际飞行距离将超过100万千米。

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  背景资料:“嫦娥一号”


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