嫦娥二号的资料？

嫦娥二号的资料？

嫦娥二号的资料：嫦娥二号卫星，是中国第二颗探月卫星、第二颗人造太阳系小行星，也是中国探月工程二期的技术先导星。嫦娥二号卫星由中国空间技术研究院研制，是中国第一颗探月卫星嫦娥一号卫星的备份星，沿用东方红三号卫星平台，造价约6亿元人民币。嫦娥二号卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射升空并顺利进入地月转移轨道。嫦娥二号完成了一系列工程与科学目标，获得了分辨率优于10米月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料。2011年4月1日嫦娥二号拓展试验展开，完成进入日地拉格朗日L2点环绕轨道进行深空探测等试验。此后嫦娥二号飞越小行星4179（图塔蒂斯）成功进行再拓展试验，嫦娥二号工程随之收官。一、研制历史2007年12月17日，在嫦娥一号卫星任务工程目标圆满成功后，探月与航天工程中心组织各系统开展了备份星任务初步方案论证，并根据顺序命名原则，将备份星命名为嫦娥二号。2008年6月24日，嫦娥二号卫星专题研究会召开。2008年7月作为卫星研制方的中国空间技术研究院完成第二轮总体方案论证工作并上报探月与航天工程中心。嫦娥二号卫星最终被确定为以嫦娥一号卫星为基础，根据任务要求进行技术改进后，作为“探月二期工程先导星”，开展先期的飞行试验。2008年 10月经国务院批准立项。嫦娥二号卫星从任务设计开始，历经方案、初样、正样、发射实施等阶段，仅用了两年多时间，完成了研制与发射实施任务。2008 年，主要完成了整星方案设计，开展了顶层策划、技术状态清理及复核、总体规范制订等研制工作。开展了任务轨道设计、大系统间接口协调、分系统技术规范制订、X 波段应答机等新产品技术攻关和针对任务要求和环境变化的专项试验工作。在顶层策划方面，完成了各阶段、各层级技术流程、专项试验、质量保证与风险控制等项目工作。卫星系统直接进入正样研制阶段；新研单机及技术试验分系统经历方案、初样、正样完整阶段；由于大部分单机为提高性能指标方面的修改类或新研类产品，故有效载荷分系统从初样起步。在关键技术攻关同时，设计、开展推进气路及490 N 发动机延寿、近月太阳翼高温适应性、时间延迟积分(TDI-CCD)相机速高比补偿等设计与验证方面的15 项专项试验。2009 年，全面推进产品研制、系统集成和试验验证工作。完成了单机、技术试验和有效载荷两个分系统的初样研制，完成了速高比补偿对测定轨精度要求、15 km 轨道飞行大系统保证等专题协调，完成全部专项试验。完成了正样产品研制、总装、AIT 阶段电性能测试和软件/FPGA 落焊工作。并行开展了轨道设计、空间单粒子效应防护等质量复查和复核复算，补充了“轨道设计、飞行程序、虹湾成像、监视相机/紫外成像”等技术专题研究与协调。于2009 年8 月通过正样设计评审。2010 年，研制队伍完成了EMC、力学、热真空等大型试验，在卫星系统自身得到了全面、充分验证的基础上，完成了与运载对接、测控对接、大系统无线联试等大系统对接试验，验证了系统间接口的正确、匹配性，于2010 年6 月完成了质量复查和出厂评审。2010 年7 月10 日，嫦娥二号卫星进入西昌卫星发射中心。二、搭载性能嫦娥二号卫星系统有总体、综合测试分系统和结构、热控、制导/导航与控制(GNC)、推进、供配电、数据管理、测控数传、定向天线、技术试验（工程载荷）、有效载荷等13 个分系统。卫星发射质量2480 kg，干重1169 kg，携带166 kg 载荷（含136 kg 有效载荷和30 kg 工程载荷）。[6] 新增性能根据运载的发射能力，嫦娥二号卫星发射重量相比嫦娥一号增加了130 kg，燃料能够提供约2.3 km/s 的总速度增量；在测控数传能力方面，使用了LDPC 编码功能，相比卷积编码提高增益约2.5 dB；新增了工程载荷数据传输通道，设计了最低为23.4375kbps 的多档码速率，可支持距地2000 万千米以远的数据传输。在机动飞行能力方面，在基于高精度加速度计的轨道控制技术基础上，在加速度计的测量区间、姿态控制补偿、燃料量预估等方面进行设计改进，提升轨道控制精度；采用实时和延时强制卸载手段，实现姿态与轨道的耦合控制；使用自主惯性对准功能，提高了轨道控制自主性；设计新增大推力轨道维持功能，在保证可靠的前提下，提高了控制精度和自主性。此外，将推进系统工作寿命从3 个月提升到6 个月以上。三、太阳高能粒子探测器嫦娥二号卫星在轨运行期间，正值太阳活动高峰年，是探测研究太阳高能粒子事件、CME（日冕物质抛射，即太阳日冕中的物质瞬时向外膨胀或向外喷射的现象）、太阳风，及它们对月球环境影响的最佳探测时期。利用太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器，可获取行星际太阳高能粒子与太阳风离子的通量、成分、能谱及其随时空变化的特征，用来研究太阳活动与地月空间及近月空间环境的相互作用。为后续探月工程提供环境科学数据。 在嫦娥二号卫星上，配合这七种有效载荷工作的还有一套管理系统，对这七台仪器进行指挥、控制、管理，并采集数据。其中的大容量存储器为这次新研制的设备，它的存储容量由嫦娥一号的48GB增加到128GB，而且吞吐速率更高，处理速度更快。这样使七种有效载荷的工作效率更高、数据更可靠。四、推进系统嫦娥二号推进系统采用高性能的双组元推进系统，嫦娥二号推进系统配置1台490N发动机，用于嫦娥二号卫星的轨道机动；配置12 台10 N 推力器，分为2 个分支互为备份，用于嫦娥二号卫星的姿态控制和轨道调整；配置2 只推进剂贮箱——氧化剂贮箱和燃烧剂贮箱，分别装填氧化剂(四氧化二氮)和燃烧剂(甲基肼)，为490 N 发动机和10 N 推力器提供需要的推进剂；配置1 套气路系统，在490 N 发动机点火期间为推进剂贮箱提供稳定压力的氦气，其中2 个氦气瓶是存储高压氦气的容器，通过一只减压器将高压氦气减低并稳定到贮箱工作所需的压力，两只单向阀用来阻止贮箱内推进剂蒸汽向减压器扩散，避免因两种推进剂蒸汽在减压器下游接触而发生爆炸的危险。五、飞控支持系统针对飞行任务的特点，首次系统性地提出了卫星飞控支持系统的整体框架和设计思路： 基于数字仿真技术，解决相关关键部件的建模，使用统一的卫星姿态轨道动力学模型进行驱动，将数学仿真子系统、飞控演练子系统、视景仿真工具等独立模块有机结合，通过系统集成创新，实现了功能全面、实用的飞控支持系统。既可以通过辅助分析工具和数学仿真进行关键飞行事件的任务辅助设计来实现策略生成的实时性要，也可以通过面向执行层面的1:1 的飞控过程演练二者有效结合，实现有效预示飞控任务执行效果的目的。主要功能：1) 卫星姿态轨道动力学模型功能：飞控支持系统的动力学软件环境具备精度高、自主选取的能力，可以根据轨道位置驱动，即根据轨道特性自主选择主要轨道摄动力, 实现对动力学模型调整的自适应能力。2) 辅助分析工具功能：基于数字仿真, 产生关键任务中的姿态控制策略，利用天体矢量计算、定向天线指向计算、太阳翼指向计算、姿态机动的轨道扰动计算、发动机推力计算、相机/星敏感器杂光抑制计算等数学模块完成相关模拟计算。 3) 数学仿真子系统功能：不同于物理/半物理仿真系统, 数学仿真子系统的设计完全软件化，具有系统稳定性好、执行速度快、仿真结果一致性高等特点，能够对正常模式的设计方案和故障模式策略方案进行多次仿真、验证，获得最优设计，也能够对不同飞行状态的卫星动力学模型建模的正确性进行及时验证，在飞控策略的形成过程中，数学仿真子系统是一种有效的辅助设计工具。4) 飞控演练子系统：飞控演练子系统是针对任务执行层面的仿真. 其仿真环境包括“软”、“硬”两方面，核心是由星载计算机与动力学模型构成的星地对接系统。该系统可以直接接收卫星用数据块，对飞控过程进行全时段实时仿真，预示飞控执行过程，验证飞控策略正确性、复核星上指令模块的有效性。[12] 5) 视景仿真工具：视景仿真工具主要完成成像任务的预期成像效果，尤其是对于小行星飞越成像任务，视景仿真工具在动力学模型的驱动下，直接预示任务期间目标在视场中的尺寸、亮度、畸变、视运动情况、背景星空等效果，支持方案选取与仿真验证。飞控支持系统的子模块既可以联合使用，对重要策略进行仿真验证，也可以独立使用，优化任务参数。以飞越“图塔蒂斯”小行星事件为例，给出飞控支持系统进行地面仿真验证工作流程。有效载荷注：卫星的有效载荷就是直接执行特定卫星任务的仪器、设备或分系统。嫦娥二号卫星共配置了5 类7 台(套)科学探测仪器。使用了分辨率高的CCD立体相机；提高了激光高度计的空间分辨率和数据更新频率。增加定标源、更换探测晶体，提高了γ/X 射线谱仪的探测精度，扩展探测种类。六、任务及要求嫦娥二号卫星既定任务的飞行轨道包括直接地月转移轨道，近月捕获轨道，100km和100km×15 km使命轨道。扩展任务段包括月球逃逸轨道(调相轨道)、转移轨道、日-地L2 点环绕轨道和小行星交会轨道等。嫦娥二号卫星除完成具有时间窗口唯一性的月球制动，还需要完成工程其他既定任务，包括后续着陆任务中动力下降前的所有轨道机动试验；扩展任务包括环绕L2点飞行和4179小行星交会控制等。环月探测中两次机动降轨试验必须安排在不可测控弧段，从100km圆轨道降至100km*15 km椭圆轨道。任务特点卫星整个飞行任务可划分为相对独立的7 个阶段：射前准备阶段、主动段、调相轨道阶段、地月转移阶段、月球捕获阶段、环月工作状态建立阶段和环月运行阶段。1) 飞行过程控制复杂。嫦娥一号需要经过380000km飞行过程实现月球捕获，嫦娥二号卫星则还需要经过100km×100km和100km×15km试验环月轨道。需要经历多次复杂的轨道和姿态机动，对卫星轨道控制要求高。2) 空间环境复杂。突出表现在月食问题，嫦娥一号卫星在寿命期内，需经历两次月食，每次月食的有效阴影时间在3h左右。在此期间，卫星无法获得光照能源，卫星温度会迅速降低，因此，对卫星能源、温度、整星工作模式要求高。3) 三体组合控制模式复杂，卫星环月期间，星体要对月定向，太阳翼要对日定向，定向天线要对地定向，因此对卫星本体、太阳翼、天线的姿态控制要求高。4) 新研和改进的设备多，嫦娥二号卫星除包含嫦娥一号卫星中的6 种有效载荷，还增加了技术试验分系统，包括X 频段应答机、降落相机等工程载荷，因此卫星系统智能终端类型复杂，对卫星的信息收集、存储、压缩、编码等处理模式有特殊要求。技术要求为避免撞击(月球山最高超过10km)，实现近月15km稳定飞行也依赖自主可靠和高精度的轨道控制。而扩展任务的实现同样需要高精度的轨道控制，如从月球轨道出发进入L2点的转移轨道，对速度控制的敏感度较高。逼近小行星的控制除需要高精度轨控，同时对轨控策略的可靠性要求较高。嫦娥二号卫星使命轨道之一是100km*15 km椭圆轨道，由于卫星在近月点的高度低、速度快，若轨道控制的误差较大，就会导致近月点位置发生变化，而偏离兴趣目标区域，也影响连续的测控条件保障；如果过大，甚至有卫星撞击月球的风险。因此嫦娥二号的轨道控制必须足够精确。第1 次近月点制动具有唯一性，必须在近月点附近进行减速，否则卫星将飞离月球，要想重新到达月球附近需要花费大量的燃料和时间，甚至根本无法实现； 且可靠的控制、稳定的运行, 可节省燃料预算余量和减少燃料使用, 是实施扩展任务的基础, 因此对卫星提出了高可靠的要求.为确保变轨按计划及时执行，考虑到恶劣情况，在没有地面测控支持时，卫星也要具有一定的自主变轨的能力。特别是对扩展任务中的行星际飞行，远离地球千万千米之外，实时地获取地面支持更不可能，因而提出了自主容错及故障处理的能力。七、工程意义1、技术突破（1） 设计并验证了后续着陆任务中动力下降前的所有轨道与机动飞行控制技术，直接进入地月转移轨道、首次使用X频段测控、对嫦娥三号着陆区进行高分辨率成像。（2） 针对月球不均匀重力场及高起伏地形环境，突破月球拟冻结轨道设计、卫星自主惯性对准、机动轨道拼接等关键技术，首次成功实现100km 圆轨道和100km×15km轨道飞行，首次实现在月球背面无测控条件下主发动机点火变轨。卫星轨道控制精度最高达到0.02%。（3） 在国际月球探测中，首次采用时间延时积分（TDI）成像技术，设计了由地面行频数据注入和测高数据辅助两种速高比补偿成像方法，获得了7m分辨率的全月球立体影像；获得了1.3 m分辨率的局部影像，达到国际先进水平。（4） 创新研制首台基于统一载波体制的X 频段高灵敏度数字化测控应答机，实现了深空探测领域星载测控技术的多项突破。在轨试验验证了X 频段深空测控体制和技术。突破了差分单向测距（DOR）干涉测量、X 频段数字化应答机和地面S/X 双频段测控设备研制等关键技术，测速精度达到1mm/s、测距精度达到1 m，实现了7.8125 bps 极低码速率遥控（5）突破微小型智能化设计技术，首次实现了地月空间飞行过程监视成像。首次实时获取了太阳翼展开、天线展开/转动、主发动机点火等关键环节的动态图像，为后续重要飞行事件提供了可视化手段。（6）首次在航天工程中于空间段应用了LDPC编译码，编码增益和效率等主要指标优于国际（CCSDS）标准，提高了中国在国际深空信道编译码领域的地位和话语权。（7）首次在轨验证了推进系统高压气路长寿命技术，为高强度（时间跨度半年以上，次数10 次以上）轨道机动及后续L2 点、小行星探测试验奠定动力基础。（8） 首次突破探测敏感器、载荷一体化技术，利用成像敏感器完成星地大回路导航试验。（9） 在地月星和日地星双三体复杂环境下，针对日、地引力平动点摄动复杂、轨道设计无解析解、测控距离远等难点，攻克了非线性系统流形设计、低能量转移轨道控制等技术, 实现了从月球轨道飞赴L2点的轨道设计、飞行控制和远距离测控通信。在国际上首次实现从月球轨道飞赴日-地拉格朗日L2 点探测。开展了对地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马爆的科学探测。使我国成为继美、欧之后第3 个实现L2 点开展空间探测的国家。（10）突破距地1000万千米远的深空轨道和测控通信技术，首次实现行星际飞行。基于能量、距离和时间及目标物理特性等强约束，提出潜在小行星目标选取策略，在国际上首次设计并实现了逼近飞越探测方式及基于高速交会渐远点凝视成像技术。国际上首次成功逼近飞越4179图塔蒂斯小行星并获取3m分辨率光学彩色图像。（11） 创新利用拉格朗日点伴地绕日特性，在卫星推进剂、星地通讯距离、地面大天线进度等约束条件下，国际上首次实现从拉格朗日点转移飞越小天体。（12） 通过创新设计、全面验证、精心实施, 充分利用卫星剩余资源，发挥卫星潜能，从月球到L2再到图塔蒂斯，实现了具有国际特色和水准的多目标多任务探测，取得了“好、快、省”的突出实效。（13）通过对以往研究成果的转化、应用，开展国内外多站专项观测，实现了目标小行星定轨和预报，精度达到国际先进水平。2、科学成果嫦娥二号携带了CCD 立体相机、伽玛谱仪、太阳风离子探测器、高能粒子探测器等7 种科学载荷，获取了高分辨率全月球影像、虹湾地区局部影像以及地月空间等约6 TB 原始数据，按照中国探月工程科学数据发布政策，已分级发布给包括港澳在内的中国相关高校和科研院所，将带动中国月球和空间科学的深化研究科学数据的分析研究。现已取得了空间分辨率7 m 的全月球图像、多种元素月面分布图等多项重要科学成果。科学数据的分析研究是个长期的过程，经过一段时间的研究，基于嫦娥二号获取的数据，科学家们会进一步深化对月球科学及空间科学的认识和理解，为解答月球和太阳系起源等科学问题，得到更多的创新成果。2012年12月13日16时30分，嫦娥二号卫星经过200d的跋涉和5次中途修正，与“图塔蒂斯”近距离擦身而过，并成功获取高分辨率完整图像。该任务的成功实施创造了多项纪录：第一次从拉格朗日点出发进行小行星探测；第一次对“图塔蒂斯”进行近距离探测；第一次获取关于“图塔蒂斯”的高分辨率光学影像。通过“嫦娥二号”的任务及拓展实验，获得了“嫦娥三号”的预选着陆区——虹湾地区的高分辨率图象；验证了在月球背面不可看到的情况下，采用主发动机大推力自主轨道的机动技术，为“嫦娥三号”软着陆进行了技术验证，也奠定了良好的基础。CCD立体相机获得了月球虹湾地区的35轨空间分辨率约为1.3m的局域立体图像，以及7m空间分辨率、100覆盖的全月立体图像，是迄今为止国际上分辨率最高、最清晰的全月立体图像。