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嫦娥二号造访4179图塔蒂斯小行星
发布时间:2013-11-22  字号:
 

  嫦娥二号造访4179图塔蒂斯小行星,国际上首次实现与小行星近距离交会,并获取分辨率优于3米的光学图像,我国迈进了原本只有美欧日成员的小行星探测“俱乐部”。

  
201261日,嫦娥二号受控成功变轨,脱离了L2点环绕轨道,飞往以凯尔特神话中的战神图塔蒂斯Toutatis)命名的4179号小行星,开展又一项拓展试验。在嫦娥二号奔向小行星的路途中,还进行了空间环境方面的科学探测。整个再拓展期间,有效载荷累计开机探测时间超过了615小时,地面接收到的有效探测数据量达到了32G比特。

  
201212131630分,在距离地球约700万千米的深空,我国的嫦娥二号卫星成功飞越探测了图塔蒂斯小行星。整个飞越拍摄过程历时25分钟,国家天文台密云站的50米口径天线完成了此次探测活动数据接收工作。

  此次图塔蒂斯小行星的探测数据接收与以往嫦娥二号数据接收不同。一是距离远,嫦娥二号以往的数据接收最远也就150万千米,而此次数据接收,卫星与地球之间的空间距离超过了700万千米,并且采用了新的下行码速率下传;二是任务重,嫦娥二号飞越小行星探测是我国第一次进行的对小行星的空间探测活动,其数据的重要性可想而知,所以必须确保数据能够完整无误地安全接收。

  为了确保数据接收工作,地面应用系统早在半年前就进行了地面接收设备的检验工作。根据理论计算和实际数据接收情况,地面应用系统对星地距离在700万千米以上时的信道余量进行了分析,并于小行星飞越探测任务前的半个月就进行了星地链路的实测试验,确保了地面数据接收和处理设备的任务状态可靠。

  嫦娥二号按照预定计划与小行星图塔蒂斯由远及近地擦身而过。位于密云的50米天线完成了数据接收准备,并实时跟踪了嫦娥二号下行信号。在交会时,嫦娥二号星载相机对小行星进行了光学成像。成像结束后,立即进行了图像数据传输。成像数据是分段进行下传的,每段数据传输结束后,地面就会立即进行数据处理。从12131734分地面接收到了第一帧探测数据开始,至当日2335分,共接收到了262M比特的探测数据,这些数据是飞越小行星探测时最关键的50秒过程中拍摄到的图像,也就是从交会时刻开始后的50秒数据。当日完成数据接收后,地面应用系统在半个小时内完成了全部数据的信道解码和数据恢复工作,并将数据及时发送给了有关单位,首幅有效图像于当晚20时前后处理完毕。至此,嫦娥二号飞越小行星的探测数据接收处理获得了圆满成功。


嫦娥二号拍摄的图塔蒂斯Toutatis)小行星间隔成像照片



  此次小行星近距探测的成功再次刷新了中国高度。短短两年间,从距地球38万千米外的月球,到150万千米远的日地拉格朗日L2点,再到700万千米外的小行星……“嫦娥二号卫星突破并验证了我国卫星对小天体探测的轨道设计与飞行控制技术,实现了我国航天飞行从40万千米到700万千米远的大跨越。飞越小行星后,嫦娥二号正向着更远的深空飞行。这次数据接收的成功,也检验了密云站50米天线接收距离地球700万千米以外的空间探测器数据的能力,为我国未来的深空探测任务的数据接收工作奠定了坚实的基础。

  嫦娥二号卫星以10.73公里/秒的相对速度与图塔蒂斯的深空交会,最近相距3.2公里,这是我国首次开展小行星飞越探测,也是国际上首次实现对该小行星实施的近距离探测。再拓展试验成功获取了图塔蒂斯宝贵的高分辨率图像数据,验证了小天体探测的轨道设计和逼近/飞越控制能力,为我国深空数据接收和测控跟踪提供了实战验证,使我国继美国、欧洲空间局和日本之后成为第4个探测小行星的国家(组织)。

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