嫦娥一号卫星即将进入地月转移轨道,远赴38万公里之外的月球。在嫦娥一号奔月的过程中,运载火箭将卫星送入绕地球飞行的大椭圆轨道后,卫星的推进分系统就开始工作,经过1次远地点和3次近地点变轨,使卫星进入地月转移轨道,再经过2~3次中途修正和3次近月制动,将探测器送入绕月轨道。在随后卫星的1年寿命期内,还需要定期进行位置保持控制和姿态控制。
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那么, 嫦娥卫星是凭借什么力量进行轨道变换、奔向月球的呢? 绕月探测工程卫星系统推进分系统主任设计师魏延明日前在接受新华社记者采访时说,卫星上安装有290牛顿的大推力发动机,随时为卫星奔月提供不竭动力。为了保持嫦娥奔月有足够的动力,在总重为2350公斤的卫星中,有约1200公斤是携带的燃料(四氧化二氮和甲级肼组成的双阻燃燃料)。这些燃料大约8成将被发动机在奔月路上“吃”掉,只留少量的供卫星进入月球轨道后进行调整姿态之用。
嫦娥卫星进入月球轨道后,要在距离月球200千米高度的127分钟圆形工作轨道上运行一年。由于月球引力场不均匀,卫星会发生摄动而偏离工作轨道,这时就需要通过星上推力器和控制系统调整它的运行轨道,时刻保持卫星在环月轨道上稳定运行。通过计算得知,嫦娥一号的环月飞行轨道在1年内将下降约100千米,因此在正常情况下,50天左右要进行一次轨道调整,以使轨道高度保持在200±25公里的范围内。
嫦娥一号卫星的推进系统配置了1台变轨发动机和12台姿态调整发动机,其中变轨发动机上海航空研究院空间推进研究所研制,虽然它只有4.3公斤的重量,但推力却高达290牛顿。
卫星的变轨、刹车及位置保持,均由变轨发动机完成。
研制单位:上海空间推进研究所
姿态调整发动机相当于卫星的舵手,虽然每台发动机只有10牛顿左右的推力,比变轨发动机的力量小得多,但它们协调起来工作,足以完成卫星的飞行姿势调整工作了。12台发动机被分成A、B两分支,每分支6台互为备份。这些小功率姿态调整发动机还可以作为变轨发动机的备份,一旦变轨发动机发生意外,这12台小发动机也可被组织起来完成变轨动作。假如出现这种情况的话,由于姿态调整发动机的功率全部加起来还是比较小,所以完成变轨所需要的时间也会长一些。
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