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嫦娥五号再入返回飞行器: 2016年初,服务舱已经正常绕月飞行4100多圈

嫦娥五号”探路者“小飞” “打前站”有“高招”

2016年03月01日 18:27:56 来源: 新华社

  新华社北京3月1日电(记者余晓洁、刘斐)还记得“小飞”么?就是那个“嫦娥五号”月球探测器的试验器、探路者。2014年,“中国探月三期工程再入返回试验”圆满成功,从而验证了2017年嫦娥五号从月球采样后的“回家之路”——从地球轨道以第二宇宙速度,在大气层上“打个水漂”实现降速,返回地球。

  “小飞”由返回器和服务舱组成,设计上类似嫦娥五号的返回器和轨道器。大家只知道,前年载入返回试验中,“小飞”的返回器精准返回地球。殊不知,“小飞”服务舱在过去一年半中,又默默干了很多活。

  好吧,咱们今天请全国政协委员、“嫦娥一号”总指挥兼总师叶培建院士说道说道。

  “‘小飞’的服务舱和返回器在距离地球约5000公里的地方分离以后,返回器返回地球。服务舱绕地球抬升返回月球,为嫦娥五号任务顺利实施及未来其他一些深空探测项目‘打前站’。”叶培建说。

  “小飞”的服务舱按预定设计方案完成了所有的拓展试验任务。数一数,大概有这几项:

  一是借助月球引力来到地月L2点,及绕地月L2点李萨茹轨道飞行试验。2018年嫦娥四号将在月球背面软着陆,为保证地球和月球背面通信,将在地月L2点布一颗中继卫星。

  二是倾角43度绕月飞行,验证倾角43度轨道的绕月运动和近月制动。嫦娥一号二号都是绕着月球南北极飞行的,倾角是90度。嫦娥五号的轨道器未来也会以这个倾角飞行。

  三是验证了嫦娥五号任务月球轨道交会对接方案的部分内容,获取了测定轨道精度和飞行控制精度数据,验证了交会对接远程引导设计、控制策略和天地协同控制程序的正确性。

  四是采用小型面阵CMOS试验相机获取了分辨率达0.97米的图像,覆盖嫦娥五号采样区,可为嫦娥五号采样返回提供支持。

  第五项很牛。进行了漏导航卫星信号远距离接受与处理验证试验。什么叫漏导航?人类发射了很多导航卫星,过去只是地面利用导航信号。GPS、北斗导航卫星的信号从天上到地面,这很好理解。

  那么比导航卫星本身位置更高更远的位置、比如月球轨道,可以利用导航信号?可以的。中国科学家的办法是收集漏在空间中的导航信号,简称漏导航信号。

  “因为这些信号比起下行到地球的信号微弱得多,所以要求漏导航信号的接收器很灵敏。‘小飞’的服务舱实现了地月转移轨道的漏导航卫星信号远距离接收与处理,定位精度优于100米、速度精度优于每秒0.05米,可为未来高轨卫星和深空再入返回任务导航提供新途径。”叶培建说。

  此外,科学家们有意在“小飞”服务舱上搭载了不少国产元器件设备,检测它们的长寿命和可靠性。

  “这里面亮点很多,有不少‘首次’,为未来月地往返运输器研飞行制提供了借鉴和技术依据。比如,实现世界首次月球借力L2点转移,为未来地月L2点部署中继卫星、深空探测卫星、月球背面着陆区等任务积累了经验;实现我国首次非极轨43度倾角环月轨道飞行和沿迹变轨近月制动等。”叶培建说。

  他表示,“小飞”的服务舱还在继续飞,还能发挥很多作用,比如,获得更多的月面遥感图像;验证它的自主管理系统及长期可靠性等。

         2016年1月,探月工程三期再入返回飞行试验器服务舱于2015年1月4日在地月L2点逃逸飞往月球后,一年时间以来,服务舱已经正常绕月飞行4100多圈,圆满完成了环月阶段的多项拓展试验,不仅为探月工程三期实施打下了基础,也践行了航天“创新、协调、绿色、开放、共享”发展的理念。


       人民网北京9月2日电(赵竹青)记者从国防科工局获悉,探月工程三期再入返回飞行器服务舱继续为嫦娥五号任务开展在轨验证,于9月2日完成对嫦娥五号预定采样区遥感成像飞行任务,获取了该区域地形地貌信息,为嫦娥五号任务月面软着陆和采样区域的选择提供了依据。目前,图像数据正在陆续下传和处理中,图像分辨率1米左右,已处理的图像效果良好。

双分辨率相机宽视场


双分辨率相机窄视场


        成像飞行任务于8月30日至9月2日进行,服务舱同时采用双分辨率相机的宽视场相机与窄视场相机,对嫦娥五号预定采样区进行了遥感成像。成像时,服务舱飞行高度距月面30公里。为开展成像任务,8月28日,服务舱按计划实施降轨控制,进入了近月点30公里、远月点80公里的预定轨道。

        探月工程副总指挥刘继忠表示,服务舱的工作完成得非常好,实现了一次发射、三次奔月、两次借助月球引力飞行,完成了三个阶段的拓展试验。在第二和第三阶段试验中,服务舱分别扮演嫦娥五号任务轨道器和上升器两个角色,先后模拟了这两个飞行目标在月球轨道交会对接之前的相对运动和飞行控制过程。

       再入返回飞行器于2014年10月24日发射升空,11月1日,飞行器服务舱与返回器分离,返回器顺利着陆,试验任务取得圆满成功。此后,服务舱拉升轨道,继续开展拓展试验,先后完成了远地点54万公里、近地点600公里大椭圆轨道拓展试验和环绕地月L2点探测、返回月球、嫦娥五号调相机动模拟试验、两器月球轨道交会对接飞控过程模拟等任务。目前服务舱状态良好,接下来还将择机开展月球重力场反演等科学试验项目。


     嫦娥五号飞行试验器于2014年10月24日发射,是探月三期任务的首发星。飞行试验器搭载508所研制的五台相机,分别为监视相机A、监视相机B、太阳翼监视相机,技术试验相机和双分辨率相机。

 

      近日,由508所研制的嫦娥五号飞行试验器双分辨率相机开机对月成像,并于当天将图像下传。

      嫦娥五号飞行试验器于2014年10月24日发射,是探月三期任务的首发星。飞行试验器搭载508所研制的五台相机。此次成像是在各相机圆满完成预定任务后再次开展拓展任务。作为验证商业货架产品在轨使用、双分辨率成像等研制思路的试验产品,双分辨率相机已超期服役6个月。

  5月28日下午15时10分相机第一次加电试拍,成功拍摄了2分钟的地球视频,获取了清晰地球图像。之后对月球实施了三次成像,获取图像3000多帧,图像质量良好。

    本次成像相机获取了2.5m分辨率的月面图像,表明相机长期在轨运行状态正常,为后续拓展任务开展提供了有力保证。


2015年4月22日,由中国自动化学会主办,中国仪器仪表行业协会、中国计算机行业协会等五家单位协办的2015中国自动化产业年会暨第十届中国自动化产业世纪行(caiac2015)活动在北京隆重举行。502所王勇研究员获得2014年度中国自动化领域年度人物。

  caiac2015旨在以“公正、公平、公开、专业”的原则全面展现2014年中国自动化产业的点滴进步与闪光点。活动历时4个月,经过入围推荐、专家评审、网上投票,中国自动化领域年度人物等七项大奖项于当晚揭晓。

   2014年,在我国首次月地高速返回半弹道跳跃式再入飞行试验中,王勇研究员负责返回器gnc分系统的研制工作。采用基于特征模型的全系数自适应双环纵向制导方法和基于射向偏置的横向制导方法,实现了倾侧角可用性及敏感度寻优的跳跃式再入走廊在线实时规划及评估方法,以及多体制imu高精度对准导航方法。解决了数百公斤级别小质量、低升阻比飞行器半弹道式跳跃式再入所面临的机动能力弱、初次再入段弹道不稳定、自由飞行段控制误差快速扩散等难题。在工程上首次实现了全数值积分落点预报方法,在飞行试验中达到了超高的开伞点控制精度,达到国际领先水平。2014年王勇还获得国家科学技术进步二等奖和中国航天基金奖。

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