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黄江川:嫦娥二号所有设备都具有低功耗的特点

时间:2010-11-24 14:00   来源:中国网

黄江川发言

  嫦娥二号探月卫星总设计师黄江川:卫星系统配合整个工程完成嫦娥二号任务不一定全面,另外由于方方面面的原因,有些不一定能够通俗,以后可以有机会继续交流。作为总设计师确实有很多体会,这些还需要慢慢总结,不一定讲的全面。

  从目前的卫星状态是这样,目前工程任务是六项目标都圆满完成,科学探测的任务也完成了大部分,目前嫦娥二号卫星状态非常好,卫星平台非常稳定,探测效率也非常高,预定半年之内完成任务,我是有充分信心的。

  再有一点,嫦娥二号任务是一个先导性,主要是降低后续的风险,它的构成从两个方面去说,一个是时间段在一号到二号发射这两个间隔发射不到三年时间,我们还要论证,还要准备,也就是两年多一点的时间,在那么短的时间里要取得一些新的技术突破还是有相当难度的。同时也省,嫦娥二号充分继承了嫦娥一号的备份星,大概有5%延用,有10%需要修改,由于飞行轨道特别是从探测轨道、工程目标轨道,从200公里到100公里,还要加一条15公里的轨道,这个会有很大的影响,所以有5%是修改的。还有5%是为后续工程技术验证做的。

  另外整个探月工程轨道一个很好的体现,体现跨越式发展,是一个循序渐进,分布实施的思路,二号在在大步里加了一小步,取得的效果也非常好。

  下面我讲一下如何验证,为此这是一个状态相对比较复杂的状态,在这些设计的时候,嫦娥二号卫星相对于嫦娥一号卫星多了一个分析,我们就叫做技术实验分析图。在分析图里做了以下事情,一个是配合工程目标要做技术验证有一个探月特别是未来深空要用的测控体制的验证,所谓测控体制就是需要跟地面配合,我负责卫星系统,然后我们跟地面测控系统再联手,这个目标已经完成实现了。目前X频段传播速度很高,深空必须使用,负载数据相应承载也不大。在数字化的设计里,就涉及元器件、工艺等一系列的难度。我们重点解决的是载波捕获与跟踪,低信道比要保证较高的(灵感度),嫦娥二号搭载的是实现了-140DB,信道比如果是60DB的话,信号和噪声这个比应该是1000倍,140DB是相当高的,未来应该更高,在负的150DB,应该说这项工作是突破了。

  还有一个特点,所有的设备都具有小型化、低功耗,也是针对未来后续工程去突破、去验证。

  嫦娥二号卫星还有一个太空视频成像技术,支撑这项技术的星载系统经常配备的设备就是轻小型化相机,这项技术验证非常成功,在嫦娥二号包括太阳翼的展开。每次都非常成功,除了这个产品之外,本身技术的实现就是有很多讲究在里面,比如仿真技术,最后就做到了实际成的图象和预设的结果是完全一样的;另外,各位可以设想一下,在太空中实际目标是不多的,它是有特定的运作规律,在某一个时刻上在特定的位置上,所以对于星上的控制就有一些高的要求。对卫星本身平台的控制,对地面的操控本身就是一个检验,最终的结果可以跟大家报告就是做到了很准确,而且没有差错,当然这个也依靠我们在前期仿真系统的验证,以及地面设计合理的地面演练流程,进行了大量的艰苦的工作才取得了成果。

  第三,我们此外还有一个集中化数据处理单元技术,高度集成数据处理单元就像一个CPU的技术,简单说我们把针对六个工程目标的所有东西都归到一个(分系统)之内有一个代码来管它,这个代码是一个核心,要有存储、有信号处理,要发回地球,对信号要进行整理、压缩等等,这个计算机的技术也是高度集成产品,也是我们未来技术发展或者是后续功能验证所要使用的产品,特别是提升电子设备水准的一个代表。

  下面还有一个问题大家比较关注,就是建轨道15公里,这个在6个工程验证目标里轨道里其中也有专门一条是轨道机动,而且在这期间是要测轨的。实际它也是一个综合,本身从一百公里降轨道15公里,这个是后续工程必须要经历的过程,所以提出要通过嫦娥二号卫星去做。其次,考虑到可以看到,在这个轨道对后期工程感兴趣的区域进行更高的分辨率,不仅仅这个目的,也不仅仅验证轨道,还要在这个过程整个飞行是需要考验的,在这个过程当中还要把X频段的验证也要纳入进来,所以在这个轨道进行了一系列的验证。

  大家得知道,月球运载周期和他围绕地球的公转周期是一样的,都是半个月左右,14天时间,所以地球始终只能看到月球的一面。我们感兴趣的是我们能够看到,这是一个客观规律,谁也改变不了,降轨的控制就要在月球的背面去碰。你想看看不见,更不可能利用遥控手段对航天进行控制。所以这个对于卫星自主控制就是一个考验,要在月球背面不可干预的情况下进行自主的、而且相对风险比较大的控制。

  另外,如果在背面控制过,那么15公里比较比轨道还要低,这样有撞击月球的风险。虽然我们的最低点不在月球的最高点,但是月球最高点是比喜马拉雅山还要高,对于这些情况的把握所以控制时机都要有比较精确的把握。

  如果我们经过计算,它的速度误差如果是1米/秒,就有可能带来撞击上的风险,但是没有变是还有机会。实际我作为这个岗位,我最担心的是进月制度,特别是首次进月制度,它的串口有唯一性和挑战性。短暂性就是是15分钟还是半小时,这个机会就完全丧失,所以对我们来说也带来一些风险。

  总的来说,嫦娥二号卫星验证工程任务比较多,有些也很难,相对嫦娥一号任务又繁重的多。嫦娥一号是实现一个突破,首次实现地外空间的探月星,在嫦娥一号实现这个突破的基础上,还要做这么多验证,很多都是不同层次技术验证,所以就很繁重,往往是一环扣一环,因此要协调这些卫星各个动作之间的关系,并且要非常精确。

  最后再补充两点,我们还有一个工程目标是地月转移,嫦娥一号飞行是12天多才实现,嫦娥二号114个小时,不到5天时间,第二,这个技术本身就是一个大系统集成,它也是后续工程必须这样做的一个技术。而且月球离的远的话,最终目标的航天器必须充分介入运载的能力。

  我们在一百公里轨道100分钟,在15公里是105是同一个相机,它里面要用(延时基分成像)的技术PDI,虽然这项技术要先于地球上有所使用,但是这项技术要在不同轨道高度下都要清晰成像,特别是高分辨率的成像,除了轨道高度以外,更突出的是针对不同太阳光照角,不同光强的情况下都可以清晰成像,那么它对卫星飞行的速度和高度有很高的要求,把它综合起来叫做(素高点),在通常卫星里也是产生于航天技术GPS技术,所以一个是延时积分成像,还有一个是(素高点),这个本身就是星载地面、卫星、有效载荷、测控系统大协同的一个杰作,很成功,这两年时间里做的大量验证都是这些成功的基础。

  航天工程特别是探月工程本身要代表我国科技创新活动,从卫星系统是航天科协集团,中国科学研究院研制的,自我介绍我是嫦娥一号副总师,是嫦娥二号的总师,三号总师就是嫦娥一号的副总师,所以从探月和我更熟悉的嫦娥卫星来说,我们锻炼队伍的目的就是培养我国科技人才,希望航天后续有人。

  回到嫦娥二号,我是总设计师,不到50岁,卫星平台的副总师不到40岁,平均年龄是30多岁。主任设计师,嫦娥一号有9个,再加一个综合测试11个,嫦娥二号有12个,主任设计师嫦娥2号是12个,平均年龄不到35岁,都是从嫦娥一号里选拔的优秀副主任设计师提升的。原来主任设计师作为全新更难的嫦娥三号,这个也体现好快省的一个工程,可能不是一个大工程,但是对人才的激励、培养是一个很典型的体系,特别有助于航天事业的发展,更有利于未来国家科技创新活动的开展。

  我暂时就说这些,谢谢大家。

编辑:杨永青

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