第3节 热环境考验

第3节 热环境考验

“嫦娥一号”探测器是中国第一次对月球进行探测而研制的产品,研发人员对月球本身及其轨道空间的热环境并不了解,探测器上一会儿热一会儿冷,热控问题很突出。“嫦娥一号”探测器两个小时左右绕月球转一圈,一小时有太阳照射,一小时被月亮挡住太阳。在太阳照射的地方,温度高达130℃;太阳被遮挡的地方,温度低至-180℃,温差可以达到300℃。“嫦娥一号”探测器搭载的所有的仪器和工作状态都成功地适应了这种变化。

除此之外,“嫦娥一号”探测器运行期间还经历了日凌干扰和两次月食考验。日凌时,月球及“嫦娥一号”探测器位于日、地之间,太阳、“嫦娥一号”探测器和地面站的数据接收天线恰巧在一条直线上,探测器会受到强烈太阳辐射的影响,温度急剧上升,并且还会受到强烈电磁波的干扰,致使探测器信号受到干扰甚至中断。2007年11月9日17时29分,“嫦娥一号”探测器迎来了首次日凌现象,11月10日6时49分,日凌干扰达到最高值,在地面指挥室遥控下,“嫦娥一号”探测器安然地度过了日凌(如图3-10)。

图3-10 “嫦娥一号”探测器遭遇日凌示意

月食是指地球运行到太阳和月球中间、太阳光被地球所遮掩,月亮变成黑暗球体,不能反射太阳光的一种天文现象。“嫦娥一号”探测器绕月球运行时,主要依靠其太阳能电池板接受太阳照射发电,如果月食发生,这些太阳能电池板将因黑暗而无法工作。另外,没有太阳的照射,探测器表面的温度会急剧下降,探测器上的仪器也有可能冻结。2008年2月21日10时17分左右,“嫦娥一号”探测器完全被地球阴影遮挡,曾一度中断联系近4个小时。14时10分左右,“嫦娥一号”探测器飞出地球阴影,成功经受了首次月食考验,地面工作人员成功恢复与它的通信联系(如图3-11)。工程工作人员原来预计在零下-100℃以下的低温情况下,探测器会消耗六成的电量,但从监控数据来看,实际只消耗了四成,这是“嫦娥一号”探测器第一次经受月食考验,其表现比原先预计的要好。8月17日3时35分至6时44分之间再次发生了月食,北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”探测器进行了一连串的控制,使得探测器于8月17日3时进入“冬眠”状态,等探测器走出月食环境后便逐步打开探测器上的设备,恢复各项设备运行,最终“嫦娥一号”探测器顺利通过第二次月食考验。

从发射升空开始,“嫦娥一号”探测器累计飞行494天,其中绕月飞行482天,比原计划多飞了117天。“嫦娥一号”探测器飞行期间经历了两次月食,5次正/侧飞姿态转换,共传回1.37太字节的有效科学探测数据,获得了全月球影像图、月表部分化学元素分布、月表土壤厚度等一系列科学研究成果,圆满实现工程目标和科学目标,为中国月球探测后续工程和深空探测奠定了坚实的基础。

图3-11 “嫦娥一号”探测器遭受月食影响示意