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第15部分（第1页）

第二大难关是怎样与地球联系。无线电信号？过38万千米的传播会有很大衰减。用同样大小的功率发射信号，“嫦娥一号”发射的信号到达地球时，它的强度只有地球静止轨道卫星发射的信号的百分之一，近地轨道卫星发射的信号的百万分之一。在奔月的遥远路途上和绕月飞行的过程中，“嫦娥一号”的“嗓门”要多高才能被地面站听到？她要长多大的“耳朵”才能听到娘家人的呼唤？由于地球的自转，我国境内的地面站在一天内只有10多个小时能看到绕月运行的“嫦娥一号”探测器，她与地球联系不上时该怎么办？

第三大难关是测量与控制精度问题。“嫦娥一号”在奔月途中和绕月飞行时，地面对她的测量与控制要有非常高的精度，比如当“嫦娥一号”飞近月球时，只有掌握了精确的位置与速度等轨道参数，才能准确地启动或关闭她的制动火箭，实现“刹车”，使她进入预定的月球轨道，否则她可能飞过月球或过早地摔在月球上，这可以说是“失之毫厘，差之千里”。

第四大难关是确定方向问题。航天器在太空飞行，必须选定一定天体作为参照物，来确定在空间的方向。对于人造地球卫星，地球是最好的参照物，一般通过观测地球大气层的红外辐射可以很好地确定卫星相对地球的姿态。而月球没有可供参考的稳定红外辐射，飞到月球附近的“嫦娥一号”又远离地球，无法再以地球为参照物，如何确定方向呢？

第五大难关是温度控制问题。嫦娥绕着月球转、月球绕着地球转、地球带着月球绕着太阳转，相对关系不断变化。月球探测器在空间飞行时，处在真空环境中，并？受不同的太阳光照射和月面反射光的照射，因而月球探测器的热环境变化剧烈，因此它必须有一个高效可靠的热控系统，来保证她携带的各种探测仪器处在合适的工作温度范围内。

美女嫦娥素描（3）

第六大难关是保持轨道问题。月球的重力场分布不均匀，存在一些质量聚集的“质量瘤”。在这些质量密集的地方，引力会加大，会把月球探测器？向月球的怀抱，这将使环绕月球运行的探测器的轨道在引力场的作用下迅速变化。如果不能对探测器运行的轨道进行有效控制，将影响月球探测任务。由于引力特性不同，月球探测器的轨道控制与地球卫星的轨道控制有较大不同。

第七大难关是三体定位问题。地球遥感卫星只需要两体定位，也叫“一心二用”，工作时，只需要太阳电池帆板对准太阳，遥感设备和测控通讯设备对准地球，就可完成对地观察和传输信息等任务；但“嫦娥一号”要三体定位，俗称“一心多用”。她的探测设备要对着月球，太阳电池帆板要对准太阳，发射和接收天线必须瞄向地球，实现这种“一心多用”从姿态控制技术上说，比“一心二用”要难得多，这给卫星整体布局、质量分布、多轴控制带来很多新的挑战。此外，为了使太阳电池帆板尽量获得日照，她还要采用正飞和侧飞两种飞行姿态，这更提高了对姿态控制的难度。

这些难关并没有捆住中国航天科技工作者的脚步，毕竟他们不再是从零起步。从1970年发射第一颗人造卫星“东方红一号”以来，我国已先后发射了近百颗航天器，研制成功了返回式卫星、通信卫星、气象卫星、海洋卫星、导航定位卫星、资源卫星和载人飞船等各类航天器系列，积累了相当多的可利用的研制成果。所以，“嫦娥一号”的研制披荆斩棘、从不误点。从2004年可行性论证、方案设计，2005年技术攻关、初样设计，2006年正样飞行产品研制生产、工程系统集成，到2007年完成卫星总装、测试、全面质量复查，工程技术人员克服了一个又一个关键技术，搬掉了一个又一个拦路障°。

为进一步增强卫星的可靠性，尽早在地面发现存在的缺陷和不足，2007年3月至7月间，卫星研制者完成了3次卫星各分系统的详细测试、2次整星综合自检测试、4次全过程模拟飞行、1次整星故障模式模飞、2次控制分系统部件专项测试、1次有效载荷分系统专项测试。卫星分系统累计加电时间最长已达2096小时，加上进入发射场后的测试加电时间，最长达2300小时以上。针对奔月飞行中突发的意外事件和故障，研制人员预想了多种故障模式，采取了多种应对措施，增强了“嫦娥一号”的应变能力。“嫦娥一号”还与远望二号、远望三号远洋测量船、地面测控站进行了星地大回路测控演练。

2007年8月10日，绕月探测工程指挥部宣布：工程已完成了“嫦娥一号”卫星和长征三号甲运载火箭产品研制，通过了各项试验考核验证；完成了发射场、测试、地面应用系统的建设；“嫦娥一号”卫星于日前通过了出厂评审。至此，绕月探测工程正式转入发射实施阶段。

月食是月亮进入地球影子时发生的现象。当月球探测器在阴影区时，太阳能电池帆板得不到阳光照射，会引起探测器供电不足，并导致探测器内温度快速下降。“嫦娥一号”在绕月飞行的一年期间，要？历2～3次的月食环境，每次将有5个小时看不到一缕阳光。因此，在设计时，必须考虑月食的不利影响。

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托举嫦娥的大力士（1）

人类一直在不断地拓展空间活动范围，从一两百千米的近地轨道到万千米的地球同步轨道，到距地球38万千米远的绕月轨道，再到探访八大行星，甚至飞出太阳系。每一次飞跃，都大大提高了人类对宇宙的认识。

人类要利用空间、开发空间，首先必须能够进入空间—这是开展一切航天活动的基本条件。运载火箭是迄今为止人类进入空间的最主要手段，运载火箭的能力，决定了一个国家航天活动的规模。

嫦娥要奔月了。那么，？来送嫦娥飞出地球轨道呢？

众所周知，中国的长征系列运载火箭有四大家族（学名为：四大型谱）12个“兄弟”。

长征一号家族是中国最早研制的火箭，曾？发射过我国第一颗人造卫星东方红一号。一般来说，它的运载能力较低，适宜发射低轨道小型卫星。

长征二号家族，有“兄弟”6个（长征二号、长征二号C、长征二号C改、长征二号D、长征二号E、长征二号F）。其中的老二，是发射返回式卫星的高手，因其技术成熟、可靠性高，成为长征系列运载火箭的基本型；老五是赫赫有名的长征二号捆绑火箭，为我国发射国外卫星，承揽国际商业发射服务任务立下了汗马功劳；老六更是光彩夺目，是中国6艘神舟飞船的神龙坐骑。不过，长征二号家族均为两级火箭，主要服务于发射高度在200千米～600千米的低轨道航天器。

长征三号家族，有“兄弟”3个（长征三号、长征三号甲和长征三号乙）。它们是使用低温高能推进剂的三级火箭，一般用于发射地球同步轨道的通信卫星，长征三号甲和长征三号乙火箭还同时兼顾太阳同步轨道等其他轨道有效载荷的发射，也可进行一箭双星或多星的发射。长征三号火箭以发射我国第一颗地球同步轨道通信卫星和发射第一颗国外卫星而名声遐迩；长征三号甲和长征三号乙的第三级采用了大推力液氢液氧发动机技术，是我国目前高轨道上运载能力最大的火箭，也是我国现今用于国内外发射的主力火箭。长征三号甲火箭地球同步转移轨道运载能力为2600千克，太阳同步轨道运载能力约5200千克，低轨道运载能力约7200千克。

长征四号家族，有长征四号甲和长征四号乙两“兄弟”，它们第一、二级与长征三号相同，第三级采用的是常规液体推进剂，与长征三号第三级采用的低温推进剂不同。它们专注于发射太阳同步轨道的气象卫星，可以把1600千克重的有效载荷送入900千米的太阳同步轨道，还可以把3800千克重的有效载荷送入高400千米的低轨道。

如此看来，要发射高轨道的航天器，只有选择长征三号家族中的一员。再？过详察，嫦娥终于选定了中意的白马王子——长征三号甲火箭。

长征三号甲运载火箭为什么会被中选？

一是因为推力大。20世纪90年代，探月工程开始论证时，专家曾设想用长征三号或长征四号乙运载火箭来发射“嫦娥一号”卫星。这两种火箭都可以将1500千克的卫星发射到地球同步转移轨道。此时，卫星的近地点速度可以达到千米秒，但要达到千米秒的奔月速度，卫星还必须启动自身发动机加速，这要动用卫星上的大量燃料。这样，1500千克的卫星如果去掉大量燃料，净质量仅为500千克，无法装载太多的探测仪器。后来根据“嫦娥一号”卫星的探月任务，卫星探测仪器的质量有了大幅度的提高，卫星总质量达到了2350千克，这两种火箭“不堪重负”只好“出局”。而长征三号甲火箭长米，一、二级直径米，三级直径米，卫星整流罩直径米、长米，起飞总质量243吨，地球同步转移轨道运载能力达到了2600千克。长征三号乙火箭以长征三号甲火箭为芯级，四周捆绑4个与长征二号E相同的助推器，运载能力达到了5100千克，其性能已优于欧洲空间局的阿里安…4火箭，成为我国发射重型卫星的主力火箭。于是这大力士哥俩受到了嫦娥的青睐。

托举嫦娥的大力士（2）

二是因为姻缘美满。长征三号甲和长征三号乙火箭分别能将2600千克和5100千克的探测器送入地球同步转移轨道，为什么不选用推力更大的长征三号乙火箭来发射“嫦娥一号”卫星呢？这与“嫦娥一号”的身世、婚姻有关。上世纪90年代，我国发射的第一代“东方红二号”通信卫星均已寿命到期，第二代通信卫星“东方红三号”开始研制。当时，“东方红三号”是国内具有最高水平的通信卫星，其质量约2200千克，当时在役的运载火箭没有能力发射如此高轨道重型通信卫星。为此，国家要求研制大推力运载火箭长征三号甲火箭，为发射“东方红三号”提供运载工具。1986年3月31日，中央批准立项以研制长征三号甲火箭、东方红三号通信卫星、风云二号气象卫星、资源一号探测卫星为内容的新“三星一箭”工程，代号“862工程”，长征三号甲火箭研制工作于1986年秋？开了研制的序幕。至今，它与“东方红三号”卫星“联姻”过15次，每次发射都获得了圆满成功。话分两头说，“嫦娥一号”卫星正是以“东方红三号”卫星平台为基础研制的，在许多方面，与“东方红三号”卫星有共同之处。基于这样的身世背景，长征三号甲火箭脱颖而出是理所当然的。长征三号乙火箭运载能力与“嫦娥一号”的重量不匹配，与东方红三号卫星和“嫦娥一号”尚未“谈过恋爱”，更未有“婚嫁”历史，所以，中国的首颗探月卫星是不可能交给一位“新人”的。

三是因为可靠性高。长征三号甲运载火箭是以中国运载火箭技术研究院为主体，历时8年研制的三级大型运载火箭，于1986年立项研制。火箭研制时，以“上改下捆”为？则，把长征三号甲与长征三号乙火箭的研制工作同步开展。长征三号甲火箭一、二级沿用长征三号火箭的一、二级，第三级采用新研制的液氢液氧大推力发动机，地球同步转移轨道运载能力由1450千克提高到2650千克。它在充分继承？有长征型号火箭成熟技术的基础上，采用了多项先进技术，攻克了四大关键技术：一是研制成功了三级火箭液氢、液氧大推力发动机，改善了发动机二次启动和滑行段的环境，确保高空二次点火正常、可靠；二是研制了动调陀螺四轴平台，实现火箭大姿态调姿定向，具有起旋、消旋、一箭双星等功能；三是研制了冷氦加温增压系统，使三级发动机第一、二次点火之间无动力滑行段基本不受限制，灵活地满足不同卫星发射的需求；四是研制了低温氢气能源双向摇摆伺服机构，简单可靠，减轻结构质量100千克。它大大提高了我国运载火箭的适应性，增强了在国际商业发射市场上的竞争能力。长征三号甲火箭的运载能力与美国宇宙神火箭、阿里安…42P火箭相当，高于印度的PSLV火箭，但产品费、研制费却分别是它们的15％和70％。长征三号甲火箭于1994年2月8日首次发射，至2007年10月，长征三号甲火箭共进行了15次发射，全部成功。2007年6月15日，承担第100次发射任务的长征三号甲运载火箭，因其发射保持了100％成功率的优异成绩，被中国航天科技集团公司党组授予“金牌火箭”的光荣称号。

因此，选择长征三号甲运载火箭发射“嫦娥一号”探月卫星，当然是最为恰当的选择。

在“嫦娥一号”发射中，长征三号甲运载火箭的主要任务是，将卫星送入近地点200千米、远地点51000千米、轨道倾角31度的超地球同步转移轨道。这样的轨道，最大限度地发挥了火箭的运载能力，节省了卫星后续飞行过程中变轨所需要的燃料。

不过，到我国月球探测成功的第二步“落”和第三步“回”的时候，长征三号甲火箭的运载能力便显得不够了，即使是当前我国运载能力最大的长征三号乙火箭也只能“望天兴叹”。因此，我国新一代无毒、无污染、运载能力更大的运载火箭已？立项研制。新一代运载火箭遵？“一个系列、两种发动机、三个模块”的总体发展思路，全面贯彻通用化、组合化、系列化设计思想。在3个新研制模块和现有技术的基础上，第一步研制出5米直径基本型火箭，并组合出芯级5米直径的大型运载火箭系列；第二步，根据需要，衍生出米直径的中型和米直径的小型火箭系列，从而形成近地轨道运载能力覆盖5～25吨、地球同步转移轨道运载能力覆盖5～14吨的新一代运载火箭型谱系列。到那时，我国进入空间的能力将大幅度提高，各种探测器、月球车，甚至航天员进入月宫已没有不可逾越的鸿沟。

托举嫦娥的大力士（3）

3。彝海明珠西昌发射场

川南群山中有一个小站，小站的名字叫漫水湾，1970年以前，在地图上几乎找不到它的踪影。从成都至攀枝花的铁路线上，大多数火车对这个小地方不屑一顾，停下的也就站一两分钟，不过撒泡尿的功夫。后来在这里上上下下的神秘人物多了起来，这个名不见？传的小站由停车一两分钟到停车十几分钟，人们才知道，离它不远的地方建设了一个了不得的发射场，按周围彝族老乡的说法，那是白龙升天的圣地。这个发射场叫西昌卫星发射中心，它坐落在四川省凉山自治州彝海之畔；像镶嵌在美丽彝海湖上的一颗明珠，与地处内蒙古自治区西北的酒泉卫星发射中心南北呼应；是中国第二个发射人造卫星的场所。

说到发射场，就必须先说说大名鼎鼎的酒泉卫星发射中心。1958年，从朝鲜战场载誉归来的志愿军第20兵团10万将士，突然蒸发在西北戈壁滩，2年后，沙漠里隆起了一座名叫“东风”的导弹试验基地。到了1970年的春天，美国的侦察卫星“大鸟”，在距地面几百千米的上空飞掠这里后十几分钟，向美国夏威夷海面上投下一个回收舱，舱里装着它偷拍的胶卷。当胶片冲洗出来后，美国情报专家惊呆了，天哪！中国在西方大国密不透风的？济、技术封锁中，竟然也要发射人造卫星了。这个屡屡让世界吃惊的地方就是酒泉卫星发射中心。后来酒泉卫星发射中心因其地处的纬度比较高，成为我国发射以返

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