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“超级望远镜”测轨技术助力“嫦娥奔月”

来源:新华网时间:2010-10-03

         2日12时25分,北京航天飞行控制中心对嫦娥二号成功实施了首次地月转移轨道中途修正。上海天文台台长、VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜2日下午表示,嫦娥二号测轨系统更加精确,卫星首次变轨很成功。

  为嫦娥二号做测轨工作的VLBI(甚长基线干涉测量)技术,主要是使几台射电望远镜通过干涉的方法联网同时工作,使其测量精度或测量分辨率等效于一台巨型望远镜。在嫦娥一号探月任务中,该项技术首次得到应用,也是世界上首次将这项技术应用于探月工程的实时测轨工作中。

  目前,中国已建立起了由上海天文台、国家天文台北京总部、昆明天文台、乌鲁木齐天文站的4台大型射电望远镜和上海VLBI数据处理中心组成的中科院VLBI网。

  VLBI技术的神奇之处在于,虽然目前单个射电望远镜的口径只有25米、50米,但它一旦与东南西北不同方位的同类望远镜联网,并实时将观测数据传到上海数据处理中心进行处理,其口径就相当于各望远镜之间的地理跨度。因此,当上海等4座城市联网的时候,就可以形成一个口径达3000多公里的“超级望远镜”,分辨率达到能看清月球上一个篮球场大小的目标,其测量精度和测量分辨率相当准确。

  嫦娥工程VLBI测轨分系统总设计师张秀忠介绍说,尽管VLBI技术在嫦娥二号探月中的任务与嫦娥一号时相同,但再度探月任务中需要提高测轨、定轨的可靠性和精确度。

  张秀忠向记者解释了此次探月任务中VLBI技术与此前的差异:其一,嫦娥一号相对月表高度为200公里,而嫦娥二号则要靠近到100公里,其中一度还需靠近到15公里,以考察未来月球探测器着陆点的地形,这对于VLBI技术的精确度提出了更高要求;其二,作为中国探月工程二期的先导星,嫦娥二号在系统的可靠性(包括无线数据发送、后勤保障等)方面作出了改进;其三,在嫦娥二号的VLBI技术在数据处理方面采用了很多纠错技术,且以新型数字设备取代了此前的模拟设备,使测轨数据误差有数量级的减少。

  “由于测轨精确度得到提高,嫦娥二号卫星的燃料可能会比预计中有富余,卫星的寿命还可能由此延长。”张秀忠说。

  据了解,从嫦娥二号发射升空到现在,上海天文台VLBI数据处理中心的很多科研人员一直都坚守在操作台,中国国家航天测控网和VLBI网四台射电望远镜将时刻紧盯卫星,通过控制系统为其定位和导航,确保它始终处于正轨。