再舒廣袖舞深空 神州玉宇傲蒼穹
——記嫦娥二號成功開展拓展性試驗任務(wù)
新華社北京8月31日電（王敏、劉昊元、袁夢晨）“嫦娥奔月”“夸父逐日”，遙遠的傳說凝結(jié)著中國人對茫茫宇宙的深深向往。2011年8月25日23時27分，當嫦娥二號衛(wèi)星受控準確進入距離地球約150萬公里遠的、太陽與地球引力平衡點——拉格朗日L2點環(huán)繞軌道的時候，科學(xué)探索的光榮在歷史中定格，邁向深空的腳步在寰宇中延伸，中國在深空探測的道路上又向前邁進了一大步。
超期服役 擔(dān)負新使命
2011年3月的一天，在國家國防科技工業(yè)局的主會議室，探月工程重大專項第八次領(lǐng)導(dǎo)小組會議如期舉行。這次會議將最終決定嫦娥二號的“歸宿”。實際上，從2010年10月1日嫦娥二號成功發(fā)射之日起，有關(guān)她的最終“歸宿”就一直成為熱點話題。
專家指出，對于嫦娥二號的歸宿有三個選項：一是讓嫦娥返回地球軌道；二是著陸月球為嫦娥三號落月積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)；三是遠赴深空，開展拓展性試驗。
工程總體組織各系統(tǒng)經(jīng)過反復(fù)論證、科學(xué)研判，最終決定：開展拓展性試驗，奔赴日地L2點進行深空探測。
“實施嫦娥二號任務(wù)的隊伍，是一支能集智攻關(guān)、能打硬仗的隊伍，也是一支甘于吃苦、無私奉獻的隊伍。國防科技工業(yè)戰(zhàn)線的廣大科技工作者一定能肩負歷史賦予的重任，圓滿完成拓展試驗任務(wù)?！眹揽乒ぞ志珠L、探月工程重大專項領(lǐng)導(dǎo)小組組長陳求發(fā)告訴記者。
2011年4月1日，嫦娥二號順利安全運行180天，半年設(shè)計壽命期滿，圓滿完成了各項工程目標和科學(xué)探測任務(wù)，星上剩余燃料充足，全系統(tǒng)狀態(tài)正常穩(wěn)定，拓展試驗隨即展開。
“嫦娥二號的拓展試驗分三項內(nèi)容：第一項是補拍月球南北兩極的圖像；第二項是用主發(fā)動機降軌至15公里軌道高度，對嫦娥三號預(yù)選著陸區(qū)進行高清晰成像；第三項也是最重要的一項，就是從月球軌道逃逸，到達日地L2點，進行深空探測?！碧皆鹿こ炭傮w部副部長劉彤杰介紹說。
4月24日至5月20日，嫦娥二號成功控制衛(wèi)星完成對月球兩極拍圖，實現(xiàn)了高分辨率月圖的完整覆蓋；
5月21日至23日，嫦娥二號完成降軌試驗，實現(xiàn)了對虹灣區(qū)域進行分辨率優(yōu)于1.5米的高清晰成像，又獲得了幅寬6公里左右的“斑馬線”16軌，與已獲圖像有效拼接，進一步了解虹灣區(qū)域的地形地貌，將為嫦娥三號著陸區(qū)域的選擇提供可靠信息；
6月9日，嫦娥二號衛(wèi)星正式飛離月球，奔向150萬公里遠的日地L2點。
開展拓展性試驗任務(wù)，嫦娥二號的工作壽命有望延長至兩年。而這“多出來的”兩年時間，對航天人來說極其珍貴。
日地L2點距離地球大約有200個地球半徑那么遠。抵達那里后，嫦娥二號上搭載的太陽風(fēng)粒子探測器、太陽高能粒子探測器、x射線譜儀和γ射線譜儀等有效載荷將對高能粒子和太陽風(fēng)進行動態(tài)監(jiān)測，并對可能的太陽X射線爆發(fā)和宇宙γ爆等進行觀測，獲取科學(xué)數(shù)據(jù)，將提高人類對日地空間環(huán)境的認識。
長途跋涉 向深空邁進
拉格朗日點位于太陽和地球的延長線上，由法國數(shù)學(xué)家拉格朗日1772年推導(dǎo)證明出，共有5個。其中，日地L2點受萬有引力的干擾最小，在日地L2點上衛(wèi)星消耗很少的燃料即可長期停留，因此是觀測整個宇宙的理想位置，也成為此次嫦娥二號拓展試驗，邁向深空的目的地。
奔月難，奔向150萬公里深空更難。嫦娥二號衛(wèi)星的這次旅程無疑是中國航天史上飛得最遠的一次“跨越”?！靶隆避壍涝O(shè)計、“遠”距離跨越、“長”時間旅程、“準”測控保障……這些都在考驗著中國航天人。
從4月1日嫦娥二號圓滿完成既定任務(wù)到6月9日飛離月球，奔向深空只有短短兩個月的時間。軌道設(shè)計面臨巨大挑戰(zhàn)，必須同時考慮日、地、月三個天體的引力場；同時，由于誤差更敏感，這對衛(wèi)星的精確執(zhí)行能力也是一個考驗。
嫦娥二號衛(wèi)星主任設(shè)計師黃昊說，這使衛(wèi)星的軌道設(shè)計復(fù)雜度大大提高，短短兩個月的時間設(shè)計全新的軌道方案，在環(huán)繞目的地飛行階段，衛(wèi)星只要有任何一點擾動，都會漂離，因此在軌道設(shè)計的精度方面，要求比此前的衛(wèi)星控制設(shè)計高得多。
“從40萬公里到170萬公里長途跋涉，距離遠會帶來很多的問題：信號衰減，使測控的難度大大增加，現(xiàn)在幾乎把所有的能力挖掘到了極限。”嫦娥二號測控系統(tǒng)副總設(shè)計師周建亮說，由于距離實在太遠，嫦娥二號衛(wèi)星需要具備接受更弱信號的能力。
從地球到月球，嫦娥二號用了112小時，而到達日地L2點，則要用77天?？紤]到嫦娥二號攜帶燃料有限，最終選擇了一條最低能量軌道，盡管耗時長，但燃料消耗值最低，同時衛(wèi)星攜帶的備用燃料也大大增強了安全性，但燃料用盡的風(fēng)險始終伴隨著“嫦娥”的征程。
據(jù)了解，嫦娥二號的設(shè)計壽命只有半年，但未來還將繼續(xù)工作一段時間，這對衛(wèi)星儀器設(shè)備的可靠性、實際能力都是一個檢驗。零窗口發(fā)射、精準的測控，使衛(wèi)星節(jié)省了大量燃料，嫦娥二號的遠征之旅始終能量充裕；精良的軌道設(shè)計，使原定四次的中途軌道修正只進行了一次即到達了日地L2點。
“嫦娥二號飛往日地L2點，可以說是我國航天領(lǐng)域的又一個重大跨越，成為世界首個直接從月球軌道飛赴日地L2點的航天器，標志著我們在軌道設(shè)計、飛行控制、測控、通信方面的技術(shù)有了突破，也是我們國家第一次進行一次發(fā)射、執(zhí)行多個任務(wù)、多個目標深空探測的一次有益嘗試?！碧皆鹿こ谈笨傊笓]吳志堅說。
長路漫漫 光榮與夢想同在
縱覽國際航天風(fēng)云，向深空進軍，是大勢所趨。
嫦娥二號衛(wèi)星的拓展試驗，實現(xiàn)了中國航天的多個“第一”：國際上第一次獲取7米分辨率的全月球影像圖；第一次從月球軌道出發(fā)探測拉格朗日點的航天活動；第一次實現(xiàn)我國對月球以遠的太空進行探測；我國第一次開展拉格朗日點轉(zhuǎn)移軌道和使命軌道的設(shè)計和控制，并實現(xiàn)150萬公里遠距離測控通信。
探月工程專家告訴記者，如果一切順利，嫦娥二號將不斷創(chuàng)造我國航天飛行測控的新紀錄，衛(wèi)星上搭載的四種科學(xué)儀器能夠長期觀測，還將不斷獲取豐厚和珍貴的宇宙探測數(shù)據(jù)。
探月工程總設(shè)計師吳偉仁難掩內(nèi)心的激動對記者說，嫦娥二號順利到達日地L2點將很好地檢驗我國進入深空的軌道設(shè)計能力；驗證我國150萬公里以遠的深空探測和通信能力；檢驗我國在建的35米和64米的深空探測站的探測能力，為未來我國航天器駛向更遠的宇宙空間奠定基礎(chǔ)；同時，對太陽高峰年的探測將大大提高人類對日地空間環(huán)境的認識。
在“嫦娥”遠赴深空的漫漫征程中，每一個環(huán)節(jié)、每一個動作，都凝聚著數(shù)千名工程科技人員的心血和智慧。拉格朗日L2點，既見證了我國在航天領(lǐng)域取得的又一重要跨越，又將成為中國人邁向深空的新起點。
