嫦娥二号拍摄小行星 只用一颗监控摄像头

轨道设计测算是最大难点

“对小行星轨道的精确测算，是本次任务的难点之一。”中国探月工程总设计师吴伟仁表示。

据了解，“图塔蒂斯”的运行轨道并不规律，虽然每四年来一次，但每次跟地球的最小距离都不相同。上世纪，它曾从离地球仅88万公里的地方飞过，而这回，它离我们大约有700万公里。

“此前国外对该小行星的轨道已有测算，但在本次任务中，我们决定以自测为主，国外数据仅作参考。”吴伟仁说，任务期间，工程总体组织地面应用系统及相关单位使用国内光学天文望远镜进行小行星测轨，提高了测量精度，推演出“中国版本”的图塔蒂斯小行星轨道，为交会飞行轨道设计提供了重要依据。

图塔蒂斯四年飞一圈，对于嫦娥二号来说，要想与它交会，只有一次机会。因此，嫦娥二号从拉格朗日L2点飞到700万公里外深空的轨道设计和测控十分关键。嫦娥二号任务测控系统副总设计师、北京航天飞控中心总工程师周建亮表示，再拓展试验的飞行过程分为L2点绕飞轨道脱离飞行段、转移飞行段、交会飞行段和远离飞行段四个阶段。这是我国首次对近地小行星开展近距离交会探测任务，其轨道确定与控制工作尚无工程实践，对我国航天测控工作是一大挑战。

面对卫星剩余燃料有限、轨道设计难度大、测控距离远等挑战，北京飞控中心从任务总体规划、精密轨道确定、交会轨道选取与控制、飞控应急预案等方面开展研究，破解了多项关键技术。

“此前，嫦娥二号一直用喀什和青岛2个18米天线进行跟踪。为确保实现对700万公里深空的有效测控，有关单位加快了对喀什35米和佳木斯66米两个大型深空测控站的建设，使这两个原计划为嫦娥三号使用的深空站提前投入了使用。”周建亮说，“目前，我国已掌握1000万公里元的轨道设计与控制技术。”

两星相撞概率不到千万分之一

在将近每秒11公里的速度下交会，嫦娥二号是否会与图塔蒂斯小行星相撞？吴伟仁笑道：“如果撞上，那就创造了奇迹。但为了避免引起麻烦，我们把嫦娥二号的轨道调偏了一些，让它们擦肩而过。”

周建亮说：“通过精准的测控，我们可以控制嫦娥二号和图塔蒂斯小行星之间的距离。如果让它们相撞，对小行星产生的影响也很小。但是我们不该对它造成任何影响。”他表示，由于嫦娥二号需要对“图塔蒂斯”拍照，所以设计轨道时是要让它们在不相撞的前提下尽量靠近。以我国目前的测控能力，如果把它们交会时最小距离设计为15公里，其相撞的概率低于千万分之一。

据介绍，嫦娥二号与图塔蒂斯小行星交会时，距离仅有3.2公里。

相机虽不好，图片意义大

除交会以外，首次实现图塔蒂斯小行星近距离成像也是再拓展试验的重要项目。不过，相对这项试验的开创性意义而言，所用的设备却有些“寒酸”。

“这次拍摄，用的是嫦娥二号太阳翼上的小相机。它不过200多克，以前只是用来拍摄太阳翼开启、关闭。”周建亮表示，嫦娥二号毕竟是颗探月卫星，所有载荷都是为月球探测而设计，没有为小行星探测做准备。

“两星交会时相对速度很快，一闪而过，而相机的视角又很窄。所以要把照片拍好，对卫星的姿态控制很重要。”吴伟仁说。

周建亮表示，相机的像素也不高。在距离500公里时拍摄，图片只有33×33像素，300公里图片大约55×55像素。“不过，相机虽然不好，毕竟这项试验是世界首次。”他笑道。

据介绍，本次任务中嫦娥二号将连续进行100多秒的拍摄，每秒拍摄5幅照片。为进行验证，该卫星此前曾受控对地月进行数次试成像，均获成功。

完成再拓展试验后，嫦娥二号工程已圆满收官，这颗卫星今后何去何从？吴伟仁表示，它将在地面测控下继续飞向深空，直至“鞠躬尽瘁”。