近月制动
月球探测器飞行过程中关键的轨道控制之一
近月制动是月球探测器飞行过程中关键的轨道控制之一。高速飞行的探测器在靠近月球时,实施“刹车”制动,目的是使其相对速度低于月球逃逸速度,从而被月球引力捕获。
基本介绍
嫦娥一号卫星在地月转移轨道上经过114小时的“长途跋涉”,来到距月球约200公里的近月点时,卫星飞行速度达到每秒约2.4公里,如不及时有效制动,卫星将飞离月球,与月球的再次交汇将更加困难。如果制动量过大,将会撞击月球。因此,第一次近月制动具有极大的挑战性和风险性,直接关系飞行任务的成败。这次近月制动成功,为嫦娥一号最终进入“使命轨道”进行科学探测活动奠定了坚实基础。同时,也表明我国已具备对距地球38万公里卫星进行精确测控的能力,标志我国航天测控水平有了新突破。
“近月制动”就是当卫星或探测器飞行到月球附近时,它相对月球的速度要大于月球2.38公里/秒的逃逸速度,如果不减速,卫星或探测器将飞离月球。因此,要实现绕月飞行,必须进行制动,要刹一下车,将飞行速度降低到月球逃逸速度以内,从而被月球引力捕获。近月制动是卫星或探测器飞行过程中最关键的一次轨道控制。
嫦娥三号的近月制动方式与嫦娥一号、二号不同,采用变推力的7500N发动机,只一次点火就实现环月圆轨道飞行,而嫦娥一号、二号都使用490N发动机通过点火制动才分步实现环月圆轨道飞行。
2010年10月6日10时30分,“嫦娥二号”伸展筋骨,开始了制动前热身——调整姿态,卫星的490牛发动机耗时25分钟,在太空中翻了个“跟斗”,为降速做好准备。上午11时06分35秒,北京航天城飞行控制中心发出第一次制动指令,“嫦娥二号”放缓疾行的脚步,运行速度慢慢降到2.4公里/秒以下。据介绍,月球的引力只是地球的六分之一,速度快了卫星可能飞跑,速度过慢卫星可能会撞上月球。1942秒后,“嫦娥二号”被月球捕获,进入环月轨道,它立即关闭490牛发动机,回到巡航状态。
近月制动是嫦娥三号飞行过程中一次关键的轨道控制。探测器飞临月球附近时,其相对速度高于月球逃逸速度,如不能有效减速制动,探测器将飞离月球;而如果减速过大,探测器则将撞向月球。
与嫦娥一号、二号任务分步实施近月制动不同,这次制动使用新研制的器载发动机,采用一次制动达到目标轨道的控制策略,任务风险和难度更大,对探测器控制能力和测控系统的测量精度提出了更高要求。经过探测器系统、测控通信系统协作攻关,突破了一系列设备研制和轨道控制难题,确保了近月制动圆满成功,为嫦娥三号最终实施月面着陆和巡视探测活动奠定了基础。
2024年3月25日0时46分,鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行,在距月面约440公里处开始实施近月制动,约19分钟后,顺利进入环月轨道飞行。由长征八号遥三运载火箭同步搭载的天都一号、天都二号通导技术试验星,1时32分,天都一号、二号通导技术试验星组合体成功实施近月制动,也于同日1时43分,完成近月制动,发动机正常关机,进入其环月轨道,后续按计划实施双星分离。
难点关键
近月制动是月球卫星飞行过程中最关键的一次轨道控制。卫星要实现绕月飞行,必须在靠近月球时实施“刹车”制动,将其相对速度降低到月球逃逸速度以内,从而被月球引力捕获。
难点和关键就是精准,因为控制量、制动量如果小了,探测器与月球擦肩而过,就飞离了月球了,就不能形成这么一个环月轨道,也就不能被月球捕获。如果这个制动量过大,探测器就会与月球相撞,也不会形成环月轨道,所以整个近月制动的难点在精准,轨道要测得准,控制参数要计算得准,探测器也要执行得准,这其中有任何一个环节出问题,都可能导致失败不会被月球捕获,不是飞离了月球,就是会被月球撞上。
发展历程
2024年5月8日,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道飞行。
最新修订时间:2024-05-08 10:18
目录
概述
基本介绍
参考资料