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

    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”，遙遠的傳説凝結著中國人對茫茫宇宙的深深嚮往。2011年8月25日23時27分，當嫦娥二號衛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點環繞軌道的時候，科學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 擔負新使命

    2011年3月的一天，在國家國防科技工業局的主會議室，探月工程重大專項第八次領導小組會議如期舉行。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日嫦娥二號成功發射之日起，有關她的最終“歸宿”就一直成為熱點話題。

    專家指出，對於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驗和數據；三是遠赴深空，開展拓展性試驗。

    工程總體組織各系統經過反復論證、科學研判，最終決定：開展拓展性試驗，奔赴日地L2點進行深空探測。

    “實施嫦娥二號任務的隊伍，是一支能集智攻關、能打硬仗的隊伍，也是一支甘於吃苦、無私奉獻的隊伍。國防科技工業戰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。”國防科工局局長、探月工程重大專項領導小組組長陳求發告訴記者。

    2011年4月1日，嫦娥二號順利安全運行180天，半年設計壽命期滿，圓滿完成了各項工程目標和科學探測任務，星上剩餘燃料充足，全系統狀態正常穩定，拓展試驗隨即展開。

    “嫦娥二號的拓展試驗分三項內容：第一項是補拍月球南北兩極的圖像；第二項是用主發動機降軌至15公里軌道高度，對嫦娥三號預選著陸區進行高清晰成像；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。”探月工程總體部副部長劉彤傑介紹説。

    4月24日至5月20日，嫦娥二號成功控制衛星完成對月球兩極拍圖，實現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，實現了對虹灣區域進行分辨率優於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，進一步了解虹灣區域的地形地貌，將為嫦娥三號著陸區域的選擇提供可靠信息；

    6月9日，嫦娥二號衛星正式飛離月球，奔向150萬公里遠的日地L2點。

    開展拓展性試驗任務，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，對航天人來説極其珍貴。

    日地L2點距離地球大約有200個地球半徑那麼遠。抵達那裏後，嫦娥二號上搭載的太陽風粒子探測器、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進行動態監測，並對可能的太陽X射線爆發和宇宙γ爆等進行觀測，獲取科學數據，將提高人類對日地空間環境的認識。

    長途跋涉 向深空邁進

    拉格朗日點位於太陽和地球的延長線上，由法國數學家拉格朗日1772年推導證明出，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。嫦娥二號衛星的這次旅程無疑是中國航天史上飛得最遠的一次“跨越”。“新”軌道設計、“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。軌道設計面臨巨大挑戰，必須同時考慮日、地、月三個天體的引力場；同時，由於誤差更敏感，這對衛星的精確執行能力也是一個考驗。

    嫦娥二號衛星主任設計師黃昊説，這使衛星的軌道設計複雜度大大提高，短短兩個月的時間設計全新的軌道方案，在環繞目的地飛行階段，衛星只要有任何一點擾動，都會漂離，因此在軌道設計的精度方面，要求比此前的衛星控制設計高得多。

    “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，現在幾乎把所有的能力挖掘到了極限。”嫦娥二號測控系統副總設計師周建亮説，由於距離實在太遠，嫦娥二號衛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。考慮到嫦娥二號攜帶燃料有限，最終選擇了一條最低能量軌道，儘管耗時長，但燃料消耗值最低，同時衛星攜帶的備用燃料也大大增強了安全性，但燃料用盡的風險始終伴隨著“嫦娥”的征程。

    據了解，嫦娥二號的設計壽命只有半年，但未來還將繼續工作一段時間，這對衛星儀器設備的可靠性、實際能力都是一個檢驗。零窗口發射、精準的測控，使衛星節省了大量燃料，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，可以説是我國航天領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，標誌著我們在軌道設計、飛行控制、測控、通信方面的技術有了突破，也是我們國家第一次進行一次發射、執行多個任務、多個目標深空探測的一次有益嘗試。”探月工程副總指揮吳志堅説。

    長路漫漫 光榮與夢想同在

    縱覽國際航天風雲，向深空進軍，是大勢所趨。

    嫦娥二號衛星的拓展試驗，實現了中國航天的多個“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探測拉格朗日點的航天活動；第一次實現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移軌道和使命軌道的設計和控制，並實現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，嫦娥二號將不斷創造我國航天飛行測控的新紀錄，衛星上搭載的四種科學儀器能夠長期觀測，還將不斷獲取豐厚和珍貴的宇宙探測數據。

    探月工程總設計師吳偉仁難掩內心的激動對記者説，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；同時，對太陽高峰年的探測將大大提高人類對日地空間環境的認識。

    在“嫦娥”遠赴深空的漫漫征程中，每一個環節、每一個動作，都凝聚著數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。