四段行程进入使命轨道
地球到月球平均距离为38.4万千米,“嫦娥一号”探测器从发射升空到准确进入环月工作轨道,经历了发射段、调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段4种不同的轨道,实施了1次远地点变轨、3次近地点变轨、1次轨道中途修正、3次近月制动共8次变轨过程,历时13天14小时19分钟,行程约209万千米。
发射阶段是运载火箭将卫星送入绕地球飞行的大椭圆轨道。2007年10月24日18时5分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥一号”探测器成功送入太空。火箭点火升空24分钟后,北京航天飞行控制中心实时监测数据表明,探测器和火箭成功分离,“长征三号甲”火箭又一次圆满完成了其历史使命。之后“嫦娥一号”探测器建立巡航姿态,完成定向天线展开和太阳翼展开,进入近地点205千米、远地点50 930千米、周期约16小时的地球调相轨道。
进入地球调相轨道后,探测器绕地球飞行并做了三次加速变轨,一次比一次飞得更远,越来越接近月球。最重要的是第三次近地点变轨,2007年10月31日17时15分,“嫦娥一号”探测器于近地点点火,探测器运行速度由10.33千米/秒增加到10.58千米/秒,探测器的飞行轨道远地点高度由12万余千米提高到40万余千米,顺利进入地月转移轨道,探测器飞行约114小时可到达月球捕获点。
在进入地月转移轨道段后,探测器在北京航天飞行控制中心人员的指挥下,修正飞向月球的轨道偏差,朝正确的方向继续飞行,准确飞向月球。
2007年11月5日11时37分,北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”探测器实施首次近月制动,顺利完成第一次“太空刹车”动作。“嫦娥一号”探测器被月球“成功捕获”,进入周期为12小时,近月点为211千米,远月点为8 500千米的绕月轨道,成为我国的第一颗月球卫星——月球环绕轨道飞行器。到2007年11月7日8时24分,“嫦娥一号”探测器开始进行第三次近月制动,探测器绕月球的运行周期缩短为127分钟,进入距月面200千米高的极月圆轨道,并开始为科学探测做准备(如图3-4)。
图3-4 “嫦娥一号”探测器飞行程序