“嫦娥一号”奔月

玉　杰

在“嫦娥一号”离开地球到达月球的整个过程中，一共有10次重要的飞行控制事件，它们分别为1次远地点变轨、3次近地点变轨、3次中途修正和3次近月制动。经过这10次关键的飞行控制，“嫦娥一号”才能最终从地球飞向月球，在今后的一年时间里，为中国人直接了解月球发挥作用。“嫦娥一号”整个奔月过程历时共15天。

箭星分离

2007年10月24日，火箭携带“嫦娥一号”从西昌升空号，148.1秒一二级火箭分离，第一级火箭坠落在贵州省东南的无人区；243.4秒，整流罩分离；271.4秒，二三级火箭分离，第二级火箭坠落在台湾省东南的太平洋上；612.6秒，三级火箭第一次发动机关机；1216.2秒，三级火箭第二次启动；1342.8秒，三级火箭第二次关机；1442.8秒，星箭分离。星箭分离后的第39分钟，“嫦娥一号”的太阳翼展开，太阳能电池开始工作。一切按原计划进行。

首次变轨

10月24日18时29分，星箭成功分离之后，嫦娥一号卫生进入近地点为205分里，远地点为50930公里，周期为16小时的超地球同步轨道。卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后，进行第一次变轨。10月25日下午，北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出变轨指令，对其实施远地点变轨。指令发出130秒后，推力为490牛顿的主发动机点火实施变轨，卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里，远地点保持51000公里不变，变轨圆满成功。

二次变轨

10月26日17时33分，北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出指令，开始实施第二次变轨，也是其第一次近地点变轨。这次变轨前，北京中心对轨道参数及控制参数进行了精确计算，随后向在太空飞行了3圈、处于近地点的嫦娥一号卫星发送了高精度控制指令。卫星主发动机再次打开，巨大的推力使卫星进入24小时周期轨道。卫星发动机点火11分钟后，远望三号测量船传来消息，卫星变轨成功。变轨后远地点从51000公里调高到71000公里，而近地点保持600公里不变。这与“奔月计划”高度吻合。

第三次变轨

10月29日18时01分，嫦娥一号卫星成功实施第三次变轨，这也是卫星入轨后的第二次近地点变轨。这次近地点变轨后，卫星由24小时周期轨道进入48小时周期轨道，远地点高度将由7万多公里提高到12万多公里，这也更新了我国航天测控最远为8万公里的历史，开创新的航天测控纪录。“嫦娥一号”卫星进入48小时周期轨道后，先后开启了太阳风离子探测器和太阳高能粒子探测器，进行数据采集和环境探测。

第四次变轨

11月1日17时15分，“嫦娥一号”卫星在48小时轨道飞行至近地点时，远望二号、远望三号两艘测量船相继发现目标，并把遥外测数据传送到北京航天飞行控制中心，同时把有关指令发至嫦娥一号卫星，进行第四次变轨。

13分钟后，整个变轨过程结束，“嫦娥一号”进入地月转移轨道，第四次变轨成功。表明“嫦娥一号”卫星从此脱离地球引力影响，开始奔月旅程。

轨道修正

11月2日，根据轨道测量情况，北京飞控中心向“嫦娥一号”卫星发送遥控指令，启动星上两个推力为10牛顿的小发动机点火，对卫星飞行轨道进行了小幅调整，以确保卫星运行在预先设计的轨道上。中途轨道修是在卫星运行中对其各项数据进行调整，目的是确保“嫦娥一号”准确进入绕月轨道。原计划在“嫦娥一号”进入地月转移轨道后，一共要进行三次轨道中途轨道修正。而由于此次修正以及之前的几次变轨十分精确，便取消了原计划之后的两次修正。

被月球引力捕获

“嫦娥一号”卫星发动机通过10次点火控制和修正轨道。第一次点火，抬高近地点。第二、三、四次点火，让卫星不断加速到10.916公里/秒以上进入地月转移轨道的最低速度。第五、六、七次点火，修正卫星飞行方向。第八次点火，紧急“刹车”捕获月球，如果“刹车”晚了，卫星就有可能撞到月球上去；而“刹车”早了，则会“脱轨”飞向距离地球200万公里以外的深空。因此，“刹车”控制被看作是最关键也是风险最大的一次，决定着“嫦娥一号”卫星能否成为一颗月球卫星。第九、十次点火，建立精确的绕月工作轨道。至此，卫星完成总里程100多万公里的奔月行程，开始科学探测工作。由此可见，被月球捕获成功与否的关键。

11月5日上午11时15分，北京航天飞探中心发出指令，“嫦娥一号”发动机点火。22分钟后，发动机关机，卫星主发动机关机，卫星减速制动，嫦娥一号将自身的速度由10.9千米/秒降到接近3千米/秒。三分钟后，“嫦娥一号”被月球引力捕获，顺利进入月球轨道。

第二次近日制动

11月6日11时35分43秒，“嫦娥一号”发动机关机，进入正常目标轨道，轨道周期由12小时调整为3.5小时，近月点调整为200公里，远月点调整为1700公里。第二次近月制动成功。

第三次近月制动

11月7日8时24分，“嫦娥一号”卫星主发动机点火，实施第三次近月制动。8时35分，“嫦娥一号”卫星主发动机关机，第三次近月制动结束。卫星成功进入周期127分钟，高度200公里的极月圆轨道。“嫦娥一号”卫星正式进入科学轨道，开始进地各种科学探测活动，大约在11月18日，“嫦娥一号”将传回第一张月球照片。也将标志着“嫦娥一号”的各项调节结束，进入深入的对月考查。