這是人類歷史上航天器首次造訪地月L2點Halo軌道，不僅為嫦娥四號任務順利開展奠定了堅實基礎，也標誌著中國航天軌道控制、通信等空間技術邁入國際領先行列
據國防科工局消息，6月14日11時06分，探月工程嫦娥四號任務“鵲橋”中繼衛星成功實施軌道捕獲控制，進入環繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點Halo使命軌道。它將在此軌道陸續開展在軌測試和中繼通信鏈路聯試，為年底擇機發射的嫦娥四號月球探測器提供地月中繼測控通信。
“這是人類歷史上航天器首次造訪地月L2點Halo軌道。”中國航天科技集團五院院長張洪太表示，“鵲橋”的成功就位，不僅為嫦娥四號任務順利開展奠定了堅實基礎，也標誌著中國航天軌道控制、通信等空間技術邁入國際領先行列。
搭建中繼鏈路是實現月背探測的第一步，也是要解決的重要難題之一。上世紀50年代，國際航天界提出了中繼星Halo軌道方案；如今，中國航天人將設想變為了現實。
Halo軌道又稱“暈軌道”，取日暈和月暈之意。不過其軌道形狀是非共面的三維非規則曲線，軌道控制的難度和複雜程度更是讓人頭暈目眩。技術人員說，航天器在這個軌道上運行就像調皮的孩子，一不留神就會“離家出走”，時間稍長就可能不知所蹤。而“鵲橋”需要時刻保持高穩定、高精度的姿態和角度，否則會影響信息傳輸。
地月合影影像由嫦娥四號任務龍江二號微衛星搭載的沙特相機拍攝，成像時間為北京時2018年6月8日13時29分，衛星軌道高度約728.1km，星下點月面位置為西經149°1’，北緯22°28’。成像時相機指向地心，拍攝到的月面影像位於月球背面北半球彼得羅帕夫洛夫斯基M環形坑（Crater Petropavlovskiy M）附近。從拍攝到的地球圖像上可以清晰地分辨出波斯灣、紅海、地中海和阿拉伯半島等區域/國家航天局供圖
技術人員介紹，應對複雜軌道下對航天器進行頻繁姿態調整的要求，保證在長達3年的衛星壽命期內從容面對突發事件、減少地面人員的操作負荷，五院把提升“鵲橋”的自主控制智能化水平、精準化程度放在了首位，在軌道控制策略上設計了速度增量關機和時間關機兩種模式，對軌控關機前的發動機脈寬進行了精確設計。同時為“鵲橋”量身定製了具有高智能化水平、全天候、全天時、全空域運行能力的光纖陀螺慣性測量單元，徹底擺脫了之前姿態敏感器需要藉助地球、太陽等天體來定位的約束。
大量新技術的應用，讓“鵲橋”具備在以每秒1公里的速度飛行時，誤差小於每秒0.02米的速度控制精度。其超強的自主控制能力，能讓地面實施軌道控制的週期延長至7天左右一次。這都為衛星長期穩定運行奠定了基礎。
為確保通信鏈路穩定可靠，“鵲橋”將全面開展中繼通信功能的測試，進一步磨合自身攜帶的各種“新式武器”。
多安全備份遙測遙控指令設計，是五院技術人員針對“鵲橋”特有工作環境的首創之舉。此舉通過多重備份方式，如同為“鵲橋”準備了多部“手機”，以避免因各種因素造成的信號中斷、信息傳送不準確等問題。
“鵲橋”裝備了我國首臺數字化深空應答機。該設備對錯誤數據有自我修正的功能，靈敏度、信號捕獲能力也極為強大。
此外，“鵲橋”裝備的4.2米口徑的高增益傘狀拋物面天線，是人類深空探測任務史上最大口徑的通信天線。其採用整星零動量控制方式，可以實現對地、對月、對日和對慣性空間任意目標指向與跟蹤的三軸穩定控制，為著陸器、巡視器與地面站之間的測控與數據傳輸提供了有力支撐。（付毅飛）
來源｜科技日報
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