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嫦娥五号月面着陆点的精确坐标从何而来?离不开上海天文台牵头的这一系统
发布日期:2020-12-18 来源:上观新闻

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  北京时间12月17日1时59分,嫦娥五号返回器携带月球样品,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。在23天飞行中,嫦娥五号探测器历经二十余次轨道控制和数次分离,由中科院上海天文台牵头的中国甚长基线干涉测量(VLBI)网与现有航天测控网,共同完成了嫦娥五号探测器各飞行段的测定轨及定位任务,发挥了不可替代的重要作用。

  

  有力地支持了嫦娥五号首次实现我国月球表面采样、月面起飞、月球轨道无人交会对接

  

  我国的VLBI测轨分系统由北京站、上海站、昆明站、乌鲁木齐站和位于上海天文台的VLBI数据处理中心组成。在嫦娥五号任务中,VLBI参加了地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、动力上升、交会对接、环月等待和月地转移等9个飞行段探测器的相对差分单向测距测量及轨道确定和预报;确定了月面着陆点及月面起飞点的精确坐标,完成了月面起飞及入轨测定、轨道器与上升器交会对接远程导引、月地转移段的轨道器与返回器分离点预报,以及上升器受控撞月及撞击点坐标与时刻测量等任务。

  

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VLBI中心正在测试中

  

  这些工作有力地支持了嫦娥五号首次实现我国月球表面采样、月面起飞、月球轨道无人交会对接等高难度任务及月球样品再入返回的工程目标。

  

  研制我国第一套深空探测器专用VLBI一体化终端,完全替代了国外产品

  

  针对探月工程三期着陆器上升器组合体,软着陆实时测量等多个高难度任务要求,VLBI测轨分系统团队开展了关键技术攻关和任务能力建设,实现了“三个首次建立”:建立了首个实时X频段动态双目标月球探测器VLBI测定轨系统,具备从多目标VLBI观测任务规划,到多目标干涉信号相关处理及后处理、误差校正、定轨、测角及月面定位等能力;研制了我国第一套深空探测器专用VLBI一体化终端,具备了16通道数据实时采集、记录、传输一体化和多比特量化功能,完全替代了国外产品;首次建立了动态双目标VLBI信号仿真平台。在任务前,VLBI团队利用仿真数据,演练了从月面起飞到交会对接过程的VLBI测量关键步骤,为任务实施做了充分准备。

  

  在实际任务过程中,VLBI测轨分系统为嫦娥五号探测器在多个关键时刻点提供了高精度测定轨定位结果,实现了“三个首次完成”:首次完成对上升器月面起飞坐标的高精度确定、上升器起飞轨迹的测定及初轨的快速判定;首次采用同波束VLBI完成轨道器和上升器的实时动态测量、月球轨道交汇对接远程导引及交会对接过程的实施监测;首次完成上升器受控撞月飞行轨迹、撞击点坐标及时刻的快速高精度确定。

  

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上海天文台VLBI团队部分成员与台领导在VLBI中心合影

  

  从嫦娥一号一路走来,由上海天文台牵头的VLBI分系统圆满完成了历次探月工程的VLBI测定轨任务。上海天文台VLBI团队是一个坚持创新、作风顽强、敢啃硬骨头、能打胜仗的团队。嫦娥五号主任务圆满成功后,该团队还继续奋斗在嫦娥五号拓展任务和“天问一号”的VLBI测定轨任务一线。(记者 黄海华)