长征火箭开创深空探测新里程

　　中新网10月1日电 10月1日，嫦娥二号绕月探测卫星在西昌卫星发射中心随“长三丙”运载火箭发射升空，展开奔月之旅。这次发射，长征火箭刻就了中国航天史上一个新的里程碑：中国从此完全掌握了地月转移轨道发射技术，为后续探月及深空探测工程的开展架设了新的“天梯”。

　　发射前夕，在西昌卫星发射中心二号发射塔架前，中国航天科技集团公司长三甲系列火箭总指挥岑拯说：“掌握地月转移轨道发射技术，意味着我国不但可以顺利地推进‘落’和‘回’阶段的后续探月工程，而且对我国今后有条件时进行火星、金星等深空探测活动奠定了坚实基础。”

　　“二姑娘”和“三弟”的完美姻缘

　　如果把嫦娥二号卫星比作“嫦娥”家族“二姑娘”的话，那么长三丙火箭就是长三甲火箭家族的“三弟”。嫦娥二号卫星的发射，实现了“二姑娘”和“三弟”的完美联姻，可谓创造了中国航天器不同家族的传世佳话。

　　“说到这桩‘婚姻’，还是探月专家们做的‘媒’呢！”岑拯说。

　　我国发射嫦娥一号卫星使用的是长三甲火箭，它是长三甲火箭家族的“大哥”。它的稳定发挥为其赢得了“金牌火箭”的美誉。

　　相比于嫦娥一号卫星，嫦娥二号卫星增加了技术试验分系统，身量增加了130多公斤。同时，专家们考虑到地月转移轨道需要推力更大的火箭把卫星奔月的初速度提高到近11公里∕秒。而长三甲火箭家族的“二弟”长三乙火箭是目前我国推力最大的火箭，对于总重不到3吨的卫星来说有些“有力用不完”。而有着两个助推器的长三丙火箭，正好可以满足轨道和推力的要求。最终，我国的探月专家们决定把“二姑娘”许配给了“三弟”。

　　“除了考虑最有效地利用推力以外，专家们考虑的核心问题是火箭的可靠性。”岑拯介绍，长三丙火箭自2007年6月首飞以来，已经连续实现4次全胜的辉煌纪录，而且该型火箭继承了长三甲火箭和长三乙火箭多年来积累的可靠性经验，是我国可靠性最高的火箭之一。

　　打造更快捷的登月“天梯”

　　有人做过这样形象的比喻：嫦娥一号卫星采用的调相发射轨道犹如让卫星通过“走步梯”的方式，在星箭分离后依靠自身的动力达到奔月点，而嫦娥二号卫星直接由火箭送入地月转移轨道奔月口，好像坐的是“电梯”，一步到位。

　　这个比喻形象地说明了两种发射方式的不同。

　　“嫦娥一号卫星发射的时候，考虑最多的是首次飞行的成功要求，所以采用了火箭的常规发射方式。嫦娥二号卫星发射时，一号卫星已经积累了成功的经验，所以就采用了新的发射方式。”岑拯说。

　　新的发射方式对探月工程后续发展和深空探测具有非同一般的意义。

　　嫦娥二号卫星总设计师黄江川介绍，对于月球探测和深空探测的航天器来说，其上天成本甚至是几倍于同重量的黄金。因此，我国要想实现更大重量或者更远距离的空间探测，必须最充分地利用火箭的推力，减少卫星燃料的消耗。也正是从这个意义上说，长三丙火箭采用地月转移轨道发射嫦娥二号卫星，实际上使我国月球探测和深空探测具有了一种全新的能力，打造了更快捷的“天梯”。

　　与此同时，这种地月转移轨道发射方式，可以大大缩短卫星奔月的时间。相比于嫦娥一号卫星，嫦娥二号卫星的奔月时间缩短了一半还多，预计112小时(近5天)即可到达月球。

　　专家指出，嫦娥二号卫星的发射成功，充分验证了火箭直接把卫星送上地月转移轨道的技术和能力，将成为我国探月后续工程采用的轨道方式。

　　从“固定靶”到“移动靶”

　　“从原理上讲，火箭发射的不同轨道只是火箭最终达到点和最终速度的不同。其实，轨道设计很复杂。”中国运载火箭技术研究院总体部长三甲系列火箭主任设计师李聃介绍说。

　　地月转移轨道的轨道设计要受到多方面因素的制约，其中主要包括火箭一级落区、测控覆盖范围和地月日三者之间的运动规律。

　　我国在西昌卫星发射中心发射的火箭，其一二级分离后，一级火箭的壳体和发动机按规定要落在云南省特定的区域内。在这个区域，已经形成了发射时人员撤离的惯例，对地面人员的安全容易管理。所以设计轨道时，必须把一级火箭的落区限定在原有特定区域。这使火箭在一级飞行时的轨道没有“自由发挥”的余地。

　　第二个因素是我国发射测控网的限制。在现阶段，我国的测控网主要包括三个部分，一部分是我国陆上建设的测控站，另一部分是通过合作可以使用的外国陆上测控站，还有一部分就是我国目前在役使用的几艘测控船。这些不同的设施构成了我国火箭发射时可利用的测控网。

　　火箭发射时，测控系统要对火箭进行实时测控。因此，其飞行轨道必须处于测控网覆盖的范围内，这对一种新轨道的选择形成了另一个很苛刻的限制。

　　第三个制约因素来自地月日的运动规律。地月转移轨道要求星箭分离时，卫星必须处在奔月轨道的入口处，否则只有通过卫星机动的方式进行轨道调整，违背了节省卫星燃料的最基本要求。所以，对于火箭来说，必须把卫星准确送入轨道的入口处。

　　李聃介绍，把卫星准确送入轨道的入口处，就意味着星箭分离时卫星具有符合要求的初速度、太阳翼必须处于太阳直射光线下以便卫星有足够的能源。“发射的时间不同，轨道的入口也不同，同时太阳直射光线的角度也会发生变化。”李耽说，“所以，必须严密考虑地月日三者之间的相互关系和运动规律。相比于嫦娥一号卫星发射时的火箭飞行轨道，本次发射由‘固定靶’升级为‘移动靶’，难度自然大大增加。”

　　在嫦娥二号卫星确定由长三丙火箭发射后，中国运载火箭技术研究院的专家认真地设计了火箭的发射轨道。之后，又经过来自全国的专家经过多次反复核算，才最终确定下来。(陈全育)