在月球上永生

蔣建科 孫宏金

2009年3月1日，在科技人員的準(zhǔn)確控制下，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星以其矯健的身軀，緩緩靠近與它相伴了近500天的月球，熱烈地?fù)肀Ш陀H吻了月亮女神。至此，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星以我國(guó)月球探測(cè)一期工程圓滿成功的偉大壯舉，完成了光輝的使命，走過了絢爛而短暫的生命周期，永遠(yuǎn)被鑲嵌在遙遠(yuǎn)的月球上，成為中華民族的驕傲和永遠(yuǎn)的懷念。

“嫦娥奔月”路線圖

2007年10月24日，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星帶著中華民族的期待和“嫦娥奔月”的古老傳說，在西昌起步，奔向380 000 km的遙遠(yuǎn)月球，開始了中國(guó)深空探測(cè)的首航?！懊髟聨讜r(shí)有，把酒問青天……我欲乘風(fēng)歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒……”。我國(guó)無數(shù)文人墨客筆下的奔月夢(mèng)想，開始變成現(xiàn)實(shí)。我國(guó)成為了世界上第五個(gè)自主發(fā)射月球探測(cè)器的國(guó)家。

嫦娥一號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)自主研制并發(fā)射的第一顆月球探測(cè)衛(wèi)星，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)探月工程“繞”、“落”、“回”三期任務(wù)的首顆星，主要用于獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關(guān)物質(zhì)元素的分布特點(diǎn)、探測(cè)月壤厚度等。

嫦娥一號(hào)衛(wèi)星設(shè)計(jì)工作壽命一年，由衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷兩大部分組成。平臺(tái)由9個(gè)分系統(tǒng)組成，這些分系統(tǒng)各司其職、協(xié)同工作，保證月球探測(cè)任務(wù)的順利完成。衛(wèi)星上搭載了8種24臺(tái)／件科學(xué)探測(cè)儀器，用于完成對(duì)月球的科學(xué)探測(cè)和試驗(yàn)。

讓我們來看一看嫦娥一號(hào)在軌道上留下的足跡。

2007年10月24日，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利發(fā)射升空：

2007年11月5日，主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，衛(wèi)星順利進(jìn)入環(huán)月軌道，成為中國(guó)第一顆月球衛(wèi)星：

2007年11月7日，衛(wèi)星完成3次制動(dòng)，進(jìn)入高度為200km的環(huán)月使命軌道；

2007年11月26日，國(guó)家航天局正式發(fā)布工程第一張?jiān)旅鎴D片；

2008年2月21日、8月16日，衛(wèi)星順利度過兩次月食，衛(wèi)星質(zhì)量經(jīng)受了月球惡劣環(huán)境的考驗(yàn)；

2008年10月23日，衛(wèi)星圓滿完成一年的工作壽命；

2008年11月7日，衛(wèi)星開始延壽后的在軌試驗(yàn)；

2009年3月1日，衛(wèi)星在地面的自主控制下，降落在月面上。

嫦娥一號(hào)留下的珍貴“遺產(chǎn)”

嫦娥一號(hào)在浴火中永生，在它的身后，留下的是十分珍貴的“遺產(chǎn)”。

獲取了最完整的月球影像圖

嫦娥一號(hào)衛(wèi)星于2007年10月24日發(fā)射成功后，11月26日，國(guó)家航天局在北京航天飛行控制中心向全球正式發(fā)布了嫦娥一號(hào)衛(wèi)星拍攝的第一張?jiān)旅鎴D片。國(guó)務(wù)院總理溫家寶為第一張?jiān)旅鎴D揭幕。

2008年10月23日，設(shè)計(jì)工作壽命一年的嫦娥一號(hào)衛(wèi)星成功在軌運(yùn)行一周年，繞月飛行4 000多圈，完成了對(duì)月球的12次軌跡覆蓋，實(shí)現(xiàn)了工程提出的“精確變軌，成功繞月，有效探測(cè)，壽命一年”的預(yù)定目標(biāo)，獲得了圓滿成功。

獲取全月面三維影像是嫦娥一號(hào)衛(wèi)星取得的重要成果之

。在一年的時(shí)間里，該衛(wèi)星按計(jì)劃完成了南北緯70°的全月面的三維成像，并首次獲取了月表極區(qū)的全部影像。

2008年11月12日15時(shí)05分，根據(jù)嫦娥一號(hào)衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)制作完成的“中國(guó)第一幅全月球影像圖”正式亮相。據(jù)介紹，這也是迄今為止世界上已公布的月球影像圖中最完整的一幅。這幅約占全月球面積94％的月境真實(shí)影像，覆蓋了月球西經(jīng)180°到東經(jīng)180°、南北緯90°之間的范圍，幾乎涵蓋了神秘月境的全部“領(lǐng)地”，是嫦娥一號(hào)2007年11月20日“睜開眼睛”看月球后，至2008年5月12日“看到”并傳回的589軌月球圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過輻射校正、幾何校正和光度校正后鑲嵌處理完成的。經(jīng)專家評(píng)審認(rèn)為，月表影像圖像清晰，層次豐富，質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

根據(jù)中國(guó)探月工程指揮部的決定，衛(wèi)星還開展了月球兩極影像拍攝試驗(yàn)，至2008年7月1日，完整獲取了月球兩極的影像數(shù)據(jù)，補(bǔ)充制作了月球極區(qū)影像圖。嫦娥一號(hào)“看”遍了月球的每一寸土地，并完整傳回了數(shù)據(jù)。

經(jīng)過整整一年的飛行和探測(cè)，嫦蛐一號(hào)衛(wèi)星圓滿完成了科學(xué)探測(cè)任務(wù)。至此，“中國(guó)嫦娥”在其絢爛而短暫的生命期內(nèi)，展示給世人一個(gè)完整的月球圖景。

之后，在完成第一幅全月球影像圖的基礎(chǔ)上，用軌道參數(shù)和控制點(diǎn)制作全月球三維圖的工作也緊張開展起來。

技術(shù)創(chuàng)新成果豐碩

探月工程是繼人造地球衛(wèi)星、載人航天之后，我國(guó)航天活動(dòng)的第三個(gè)里程碑。嫦娥一號(hào)衛(wèi)星首次繞月探測(cè)的圓滿成功，樹立了中國(guó)航天的第三個(gè)里程碑，突破并掌握一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，使我國(guó)成為世界上為數(shù)不多的具有深空探測(cè)能力的國(guó)家，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)中國(guó)航天史及航天器的“第一”：第一次研制并成功發(fā)射中國(guó)首顆繞月探測(cè)衛(wèi)星；第一次實(shí)現(xiàn)了繞月飛行和科學(xué)探測(cè)；第一次形成了深空探測(cè)任務(wù)的總體設(shè)計(jì)思路和研制流程，這些都充分體現(xiàn)出我國(guó)綜合國(guó)力顯著增強(qiáng)、自主創(chuàng)新能力和科技水平不斷提高。

正如胡錦濤總書記在慶祝我國(guó)月球探測(cè)工程圓滿成功大會(huì)上指出的，我國(guó)首次月球探測(cè)工程的成功，是繼人造地球衛(wèi)星、載人航天飛行取得成功之后，我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的又一座里程碑，實(shí)現(xiàn)了中華民族的千年奔月夢(mèng)想，開啟了中國(guó)人走向深空探索宇宙奧秘的時(shí)代，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入世界具有深空探測(cè)能力的國(guó)家行列。這是我國(guó)推進(jìn)自主創(chuàng)新、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家取得的又一標(biāo)志性成果，是中華民族在攀登世界科技高峰征程上實(shí)現(xiàn)的又一歷史性跨越，是中華民族為人類和平開發(fā)利用外層空間做出的又一重大貢獻(xiàn)。這一重大成就，是我國(guó)改革開放29年來綜合國(guó)力不斷提高的重要體現(xiàn)，是我們?cè)趯?shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興征程上譜寫的壯麗篇章。事實(shí)再一次向世人昭示，自強(qiáng)不息、勤勞智慧的中國(guó)人民有志氣、有信心、有能力攀登世界科技高峰，不斷為人類文明進(jìn)步做出貢獻(xiàn)?？茖W(xué)數(shù)據(jù)推動(dòng)月球科學(xué)研究的深入

嫦娥一號(hào)獲取的大量科學(xué)數(shù)據(jù)，將提供給國(guó)內(nèi)和全世界的科學(xué)家研究分享。這將有助于推進(jìn)宇宙學(xué)、比較行星學(xué)、月球科學(xué)、地球行星科學(xué)、空間物理學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，并帶動(dòng)更多學(xué)科的交叉滲透，得到更新的研究成果或科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

打造了永遠(yuǎn)的“嫦娥精神”

在嫦娥一號(hào)衛(wèi)星研制的歲月里，科技人員始終堅(jiān)持使命高于一切、責(zé)任重于泰山的信念，埋頭苦干、無私奉獻(xiàn)，以國(guó)家需要為第一需要，以人民利益為最高利益，頑強(qiáng)奮戰(zhàn)在工程第一線：始終堅(jiān)持全局一盤棋、上下一條心、各方一股勁，萬眾一心、眾志成城，充分發(fā)揮集體智慧和力量，形成強(qiáng)大的合力；始終堅(jiān)持科學(xué)求實(shí)的工作作風(fēng)，攻堅(jiān)克難、勇于超越，瞄準(zhǔn)深空探測(cè)科學(xué)技術(shù)前沿，掌握了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)；始終堅(jiān)持科學(xué)管理、縝密決策、精心組織，在較短的時(shí)間內(nèi)，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率地實(shí)施了工程任務(wù)，同

時(shí)，形成了寶貴的精神財(cái)富，這些，都將對(duì)完成我國(guó)月球探測(cè)二期、三期工程，推動(dòng)中國(guó)航天又好又快的發(fā)展，發(fā)揮重要作用，產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

后續(xù)試驗(yàn)彰顯“嫦娥”能力

2008年10月23日，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星完成一年設(shè)計(jì)在軌壽命后，衛(wèi)星平臺(tái)狀態(tài)良好，能源供給穩(wěn)定，姿態(tài)控制、溫度控制和通信等所有系統(tǒng)及設(shè)備均工作在主份狀態(tài)上。之后，在地面的控制下，衛(wèi)星進(jìn)行了3次制動(dòng)后，進(jìn)入高度為200km的環(huán)月使命軌道。

為充分發(fā)揮嫦娥號(hào)的作用，利用它在延壽期內(nèi)盡可能多地獲取在軌試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在工程大總體的安排下，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星分別在不同的環(huán)月軌道高度上，開展了各種在軌試驗(yàn)，最大限度地發(fā)揮了衛(wèi)星的作用，挖掘了衛(wèi)星的潛能。

2008年11月5日，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星結(jié)束全日照期后，由星光環(huán)月側(cè)飛姿態(tài)調(diào)整為星光環(huán)月正飛姿態(tài)。11月7日，衛(wèi)星開始了后續(xù)在軌試驗(yàn)。

11月8日，在注入GNC控制數(shù)據(jù)塊后，衛(wèi)星在高度為200km的環(huán)月軌道上，正式開始了后續(xù)任務(wù)首項(xiàng)在軌試驗(yàn)——紫外環(huán)月模式長(zhǎng)期運(yùn)行試驗(yàn)。此后，先后完成了太陽翼高溫應(yīng)對(duì)策略驗(yàn)證試驗(yàn)、伽瑪譜僅宇宙背景數(shù)據(jù)獲取試驗(yàn)、對(duì)日定向模式下的定向天線跟蹤地球試驗(yàn)及GNC自主變軌能力在軌試驗(yàn)，獲取了大量有用的在軌試驗(yàn)及科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。

在完成了第一階段在軌試驗(yàn)后，12月6日，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星成功實(shí)施了在軌試驗(yàn)第二階段的100km×100km降低軌道控制，衛(wèi)星下降至高度為100km的環(huán)月軌道，開始了為期半個(gè)月的第二階段在軌試驗(yàn)，衛(wèi)星在這一新的軌道環(huán)境中接受了考驗(yàn)。

嫦娥一號(hào)在100km圓軌道上共運(yùn)行了13天，運(yùn)行期間，衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定、能源平衡，整星艙內(nèi)設(shè)備溫度雖然有所上升，但都處于工作溫度范圍內(nèi)，部分星上設(shè)備已超出設(shè)計(jì)指標(biāo)，但與地面預(yù)示結(jié)果相當(dāng)，各設(shè)備在超壽命、超指標(biāo)情況下仍然運(yùn)行正常；在進(jìn)行星上設(shè)備試驗(yàn)的同時(shí)，衛(wèi)星上的大部分有效載荷都開機(jī)工作，進(jìn)行了多項(xiàng)相關(guān)試驗(yàn)，獲取了較為理想的科學(xué)數(shù)據(jù)。

12月19日2時(shí)21分，隨著科技人員發(fā)出軌道控制指令，運(yùn)行在遠(yuǎn)月點(diǎn)上的嫦娥—號(hào)衛(wèi)星軌道高度不斷下降，由100km×100km圓軌道，逐漸下降到100km×15km橢圓軌道。

衛(wèi)星在距月面15km高的軌道上飛行了大約一天半的時(shí)間，期間，科技人員獲取了整星在軌溫度數(shù)據(jù)。同時(shí)，科技人員進(jìn)行了測(cè)軌、定軌精度、三向測(cè)距測(cè)速體制驗(yàn)證、激光高度計(jì)擇機(jī)開機(jī)進(jìn)行科學(xué)探測(cè)等在軌試驗(yàn)。在完成了上述試驗(yàn)后，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星又回到100km高的月球軌道上，至此，衛(wèi)星圓滿完成了第二階段在軌試驗(yàn)項(xiàng)目。經(jīng)過技術(shù)人員對(duì)衛(wèi)星狀態(tài)進(jìn)行的評(píng)估，認(rèn)為衛(wèi)星在軌運(yùn)行狀態(tài)良好，各系統(tǒng)工作正常，可按計(jì)劃開展第三階段在軌試驗(yàn)。

嫦娥一號(hào)在軌試驗(yàn)有何意義

嫦娥一號(hào)衛(wèi)星在穩(wěn)定運(yùn)行一周年，完成了各項(xiàng)預(yù)定任務(wù)后，仍然馬不停蹄地在高度為200km、100km和15km的環(huán)月軌道上來回穿梭，進(jìn)行各種在軌試驗(yàn)，這些試驗(yàn)說明了什么?到底有什么意義呢?嫦娥一號(hào)衛(wèi)星開展的在軌試驗(yàn)，充分利用衛(wèi)星的延壽期，獲得了大量有價(jià)值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為嫦娥二號(hào)、三號(hào)衛(wèi)星的研制，提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)我國(guó)月球探測(cè)二期工程的開展和其他深空探測(cè)計(jì)劃的實(shí)施，具有重要的工程意義、科學(xué)意義和實(shí)踐意義。

首先，通過進(jìn)行嫦娥一號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)在各種極限條件下的試驗(yàn)，驗(yàn)證了各種臨界工況的應(yīng)對(duì)措施，這些在軌試驗(yàn)證明，衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)考慮周到、驗(yàn)證充分，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性、靈活性和適應(yīng)性，為今后衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提供了第一手在軌數(shù)據(jù)。

其次，為我國(guó)后續(xù)月球探測(cè)任務(wù)進(jìn)行先期試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證了通過調(diào)整衛(wèi)星軌道，使衛(wèi)星脫離原來設(shè)計(jì)的軌道，從200km降到100km高度，在不做大的在軌調(diào)整的情況下，就可以正常工作；證明了衛(wèi)星對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性在設(shè)計(jì)上有很大的余量，初步體驗(yàn)了衛(wèi)星從200km的軌道下降至100km和15km的繞月軌道的環(huán)境，進(jìn)一步修正了衛(wèi)星熱環(huán)境模型：通過衛(wèi)星在各種不同軌道上的運(yùn)行結(jié)果，驗(yàn)證了在不同軌道環(huán)境下衛(wèi)星平臺(tái)和測(cè)控系統(tǒng)的適應(yīng)能力，并開展了測(cè)軌、定軌試驗(yàn)，驗(yàn)證了我國(guó)在月球軌道上對(duì)航天器的測(cè)軌、定軌能力，對(duì)于在嫦娥二號(hào)、三號(hào)衛(wèi)星研制中，在軌飛行控制程序設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，增強(qiáng)了進(jìn)行后續(xù)工程的信心。

第三，通過對(duì)衛(wèi)星部分關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行必要的長(zhǎng)壽命可靠性考核，驗(yàn)證了其執(zhí)行更遙遠(yuǎn)的深空探測(cè)任務(wù)的可能性。

第四，通過有效載荷的開機(jī)試驗(yàn)，最大限度地獲取了一批豐富的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。

同時(shí)，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星是在地面的控制下，自主降落到月球表面上的，這是我國(guó)航天器首次接觸另一個(gè)星球，并以這種完全受控的方式完成航天器的使命。

值得一提的是，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星所開展的各項(xiàng)后續(xù)試驗(yàn)，一直是在有組織、有計(jì)劃、分步驟進(jìn)行的，試驗(yàn)的整個(gè)過程充分體現(xiàn)了目的明確、策劃充分、方案細(xì)致、把握風(fēng)險(xiǎn)、步步推進(jìn)的特點(diǎn)，因而，最大限度地充分挖掘和發(fā)揮了衛(wèi)星的潛能，取得了重要的科研成果。

“嫦娥”美好的祝愿

“經(jīng)過一年的太空遨游，我的任務(wù)已經(jīng)完成。我祝愿在‘自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來的方針指導(dǎo)下，中國(guó)的探月工程不斷創(chuàng)造新的輝煌?！边@是完成任務(wù)的那一刻，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星通過它的語音裝置向地球傳來的飽含深情的告別和對(duì)我國(guó)月球探測(cè)工程未來的美好祝愿。

嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的完美謝幕，既是中國(guó)航天的一個(gè)里程碑，更是一個(gè)新時(shí)代的開始。我們永遠(yuǎn)也不會(huì)忘記它的貢獻(xiàn)，不會(huì)忘記打造嫦娥一號(hào)的艱難歲月，更不會(huì)忘記那些難忘的人和事。在浩瀚的深空，中國(guó)航天還將繼續(xù)書寫一個(gè)個(gè)更加美麗的神話。

在月球上永生的嫦娥號(hào)，將在那里等待嫦娥二號(hào)、三號(hào)……等待著中國(guó)航天員在月球上漫步的那一天。