“嫦娥一號”奔月

玉　杰

在“嫦娥一號”離開地球到達月球的整個過程中，一共有10次重要的飛行控制事件，它們分別為1次遠地點變軌、3次近地點變軌、3次中途修正和3次近月制動。經過這10次關鍵的飛行控制，“嫦娥一號”才能最終從地球飛向月球，在今后的一年時間里，為中國人直接了解月球發揮作用。“嫦娥一號”整個奔月過程歷時共15天。

箭星分離

2007年10月24日，火箭攜帶“嫦娥一號”從西昌升空號，148.1秒一二級火箭分離，第一級火箭墜落在貴州省東南的無人區；243.4秒，整流罩分離；271.4秒，二三級火箭分離，第二級火箭墜落在臺灣省東南的太平洋上；612.6秒，三級火箭第一次發動機關機；1216.2秒，三級火箭第二次啟動；1342.8秒，三級火箭第二次關機；1442.8秒，星箭分離。星箭分離后的第39分鐘，“嫦娥一號”的太陽翼展開，太陽能電池開始工作。一切按原計劃進行。

首次變軌

10月24日18時29分，星箭成功分離之后，嫦娥一號衛生進入近地點為205分里，遠地點為50930公里，周期為16小時的超地球同步軌道。衛星在這個軌道上“奔跑”一圈半后，進行第一次變軌。10月25日下午，北京航天飛行控制中心向“嫦娥一號”衛星發出變軌指令，對其實施遠地點變軌。指令發出130秒后，推力為490牛頓的主發動機點火實施變軌，衛星近地點高度由約200公里抬高到約600公里，遠地點保持51000公里不變，變軌圓滿成功。

二次變軌

10月26日17時33分，北京航天飛行控制中心向“嫦娥一號”衛星發出指令，開始實施第二次變軌，也是其第一次近地點變軌。這次變軌前，北京中心對軌道參數及控制參數進行了精確計算，隨后向在太空飛行了3圈、處于近地點的嫦娥一號衛星發送了高精度控制指令。衛星主發動機再次打開，巨大的推力使衛星進入24小時周期軌道。衛星發動機點火11分鐘后，遠望三號測量船傳來消息，衛星變軌成功。變軌后遠地點從51000公里調高到71000公里，而近地點保持600公里不變。這與“奔月計劃”高度吻合。

第三次變軌

10月29日18時01分，嫦娥一號衛星成功實施第三次變軌，這也是衛星入軌后的第二次近地點變軌。這次近地點變軌后，衛星由24小時周期軌道進入48小時周期軌道，遠地點高度將由7萬多公里提高到12萬多公里，這也更新了我國航天測控最遠為8萬公里的歷史，開創新的航天測控紀錄。“嫦娥一號”衛星進入48小時周期軌道后，先后開啟了太陽風離子探測器和太陽高能粒子探測器，進行數據采集和環境探測。

第四次變軌

11月1日17時15分，“嫦娥一號”衛星在48小時軌道飛行至近地點時，遠望二號、遠望三號兩艘測量船相繼發現目標，并把遙外測數據傳送到北京航天飛行控制中心，同時把有關指令發至嫦娥一號衛星，進行第四次變軌。

13分鐘后，整個變軌過程結束，“嫦娥一號”進入地月轉移軌道，第四次變軌成功。表明“嫦娥一號”衛星從此脫離地球引力影響，開始奔月旅程。

軌道修正

11月2日，根據軌道測量情況，北京飛控中心向“嫦娥一號”衛星發送遙控指令，啟動星上兩個推力為10牛頓的小發動機點火，對衛星飛行軌道進行了小幅調整，以確保衛星運行在預先設計的軌道上。中途軌道修是在衛星運行中對其各項數據進行調整，目的是確保“嫦娥一號”準確進入繞月軌道。原計劃在“嫦娥一號”進入地月轉移軌道后，一共要進行三次軌道中途軌道修正。而由于此次修正以及之前的幾次變軌十分精確，便取消了原計劃之后的兩次修正。

被月球引力捕獲

“嫦娥一號”衛星發動機通過10次點火控制和修正軌道。第一次點火，抬高近地點。第二、三、四次點火，讓衛星不斷加速到10.916公里/秒以上進入地月轉移軌道的最低速度。第五、六、七次點火，修正衛星飛行方向。第八次點火，緊急“剎車”捕獲月球，如果“剎車”晚了，衛星就有可能撞到月球上去；而“剎車”早了，則會“脫軌”飛向距離地球200萬公里以外的深空。因此，“剎車”控制被看作是最關鍵也是風險最大的一次，決定著“嫦娥一號”衛星能否成為一顆月球衛星。第九、十次點火，建立精確的繞月工作軌道。至此，衛星完成總里程100多萬公里的奔月行程，開始科學探測工作。由此可見，被月球捕獲成功與否的關鍵。

11月5日上午11時15分，北京航天飛探中心發出指令，“嫦娥一號”發動機點火。22分鐘后，發動機關機，衛星主發動機關機，衛星減速制動，嫦娥一號將自身的速度由10.9千米/秒降到接近3千米/秒。三分鐘后，“嫦娥一號”被月球引力捕獲，順利進入月球軌道。

第二次近日制動

11月6日11時35分43秒，“嫦娥一號”發動機關機，進入正常目標軌道，軌道周期由12小時調整為3.5小時，近月點調整為200公里，遠月點調整為1700公里。第二次近月制動成功。

第三次近月制動

11月7日8時24分，“嫦娥一號”衛星主發動機點火，實施第三次近月制動。8時35分，“嫦娥一號”衛星主發動機關機，第三次近月制動結束。衛星成功進入周期127分鐘，高度200公里的極月圓軌道。“嫦娥一號”衛星正式進入科學軌道，開始進地各種科學探測活動，大約在11月18日，“嫦娥一號”將傳回第一張月球照片。也將標志著“嫦娥一號”的各項調節結束，進入深入的對月考查。