“嫦娥”奔月 技術保障

控制系統(tǒng)為“嫦娥”引路

中國航天科技集團一院控制系統(tǒng)研制團隊擔負著運載火箭整個控制系統(tǒng)的研制工作，包括制導系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、箭上綜合、地面測發(fā)控系統(tǒng)四大系統(tǒng)設計以及飛行軟件、測發(fā)控軟件編制與驗證，仿真試驗、綜合試驗等大型試驗。制導與控制系統(tǒng)是運載火箭的大腦與神經(jīng)中樞，承擔著實現(xiàn)運載火箭飛行軌跡、姿態(tài)以及軌道精確控制的功能，保證運載火箭沿預定的軌道穩(wěn)定飛行，確保航天運輸器將衛(wèi)星、飛船、空間探測器等飛行器準確送入預定軌道，降落在指定的位置。

精準入軌

雙激光慣組+衛(wèi)星導航復合制導

嫦娥三號探測器要求火箭將其直接送入遠地點高度38萬千米的地月轉移軌道，這與以往發(fā)射通信衛(wèi)星的遠地點高度3.6萬千米的地球同步轉移軌道差別巨大，而且嫦娥三號任務精度要求較嫦娥二號有較大提高，若采用現(xiàn)有的全慣性制導方案，其理論入軌精度不能滿足嫦娥三號的入軌精度要求。因此，控制系統(tǒng)制導設計團隊決定采用新的復合制導方案。

復合制導的方法有很多種，每一種都有它的優(yōu)點和適用范圍。但是探月工程不容有失，而且一旦復合制導方案實現(xiàn)后，將在后續(xù)的火箭任務中廣泛應用，所以方案不僅要能大幅度提高入軌精度，還需要具有較強的抗干擾能力。通過對飛行軌道的特點和復合制導的方法反復分析，制導設計團隊提出了不同飛行段使用不同復合制導方法的接力式控制方案，最終確定了雙激光慣組+衛(wèi)星導航的復合制導技術方案。這樣不僅可以將每種方法的優(yōu)點在其較好使用條件下發(fā)揮出來，還能在其他系統(tǒng)或設備出問題的干擾情況下，進行相互彌補，從而擴大適用范圍，進一步確保了任務的順利完成。

如期奔月

多窗口發(fā)射技術以前沒有先例

為了確保嫦娥三號的如期發(fā)射，任務提出了連續(xù)三天每天兩個總共六個發(fā)射窗口的需求。所謂的發(fā)射窗口就是能夠確保把火箭發(fā)射到預定軌道的時間寬度，也就是說在嫦娥三號任務中，需要控制系統(tǒng)在提前設定的六個時間段的任何一個內都能實現(xiàn)火箭的飛行控制功能。這在任何一次發(fā)射任務中都是沒有先例的。

長征三號系列運載火箭在設計初期的目標是實現(xiàn)每天一個發(fā)射窗口的飛行控制功能，所以在原有的系統(tǒng)設計中未針對“多窗口”發(fā)射要求進行系統(tǒng)設計。擺在控制系統(tǒng)設計團隊面前的似乎只有一條路，就是重新設計飛行時序控制線路。

就在團隊為研制風險和周期進度而頭疼不已的時候，細心的設計人員發(fā)現(xiàn)了另外一個解決問題的辦法。原來在現(xiàn)有的飛行時序控制線路中有一個專用于地面測試使用的程序模塊和選通開關，平時只用于地面測試，不參與正式飛行控制。系統(tǒng)可以通過修改控制邏輯，通過借用現(xiàn)有的地面測試程序模塊和選通開關，將2條飛行時序同時裝訂在設備中，在射前通過選通開關發(fā)出切換指令，實現(xiàn)由飛行時序1到飛行時序2的切換。

本報記者 蔡文清