余梦伦（中国科学院院士、火箭弹道轨迹设计专家）：
探月是中国人对人类的一个贡献
嫦娥探月工程是我们中国人一直期望的，实际上在1970年代中国航天人就期望有机会发射月球探测器。国际上探月上世纪的60年代末已经进行了，包括著名的美国阿波罗计划。那么有人说，中国在21世纪进行探月，意义好像不怎么大了。但我们觉得探月是中国人对人类的一个贡献。作为一个大国，我们有责任对宇宙空间进行探索。
今年6月1号长征火箭第100次发射，象征了我国航天事业的发展到了一个新的阶段。在这个时候进行探月，我们的长征火箭和卫星飞向深空，脱离地球达到38万公里这样一个距离，也是中国航天特别大的一个飞跃，我觉得意义确实很大。那么为什么我们选中长三甲火箭呢？因为长三甲火箭1994年第一次发射，到今年为止，它发射了14次，成功率是百分之百。所以它是到目前为止最可靠的运载火箭。
张厚英（中国载人航天应用系统总指挥、科学院高技术局局长、应用研究与发展局局长）：
全世界的科学家应该携起手来探索月球
为将来的发展，人类能不能找着第二个可以生存的星球？月球是我们的卫星，是人类探索新星球非常理想的平台。
国际空间法有规定，月球是属于全人类的，是不能被哪一个国家所占有的。
但是月球上的资源，就像比如说“氦3”或者其他一些金属，谁能拿到就是谁的，所以大家都想取。如果我们要探测宇宙的奥妙，光在地球上是不行的，我们要发射卫星到其他的星球上去，在月球上建设基地是非常理想可取的。如果大家分头做，把月球上的环境给破坏了就糟糕了。作为科学家，我希望全世界的科学家携起手来，共同团结，一起投资来建月球的观测站。
月亮是地球唯一的自然天体卫星，它以宁静皎洁的形态展现在地球人类的面前。在华夏民族的血脉中，它更承载着特殊的
文化内涵，无论是传递思念的使者，还是奔月嫦娥的文学意象，它都为我们的生活装点着一种独特的美丽。
即将发射升空的我国首颗探月卫星嫦娥一号，是继人造地球卫星、神舟载人飞船之后，中华民族书写的太空全新篇章。
选一对成熟默契的“老搭档”
用一枚成熟的火箭发射一颗成熟的卫星，是一种发射成功率较高的搭配，更是一步很明智的选择。在以往多次的太空表演的铺垫下，“长三甲”和东方红三号卫星平台两个成熟的“老搭档”将上演一台神奇动人的探月大戏。
“东方红三号”：我国通信卫星公用平台的“主力军”
追溯历史，1986年2月，为加速中国卫星通信事业的发展，国务院批准开展第二期卫星通信工程，并正式命名为“862”工程，其核心是东方红三号卫星的研制。“长三甲”是与其配套的运载火箭，在充分继承原有长征系列运载火箭成熟技术的基础上，进行了一百多项技术攻关，并突破了大推力氢氧发动机、四轴惯性平台、氢能源伺服机构、冷氦增压系统四大关键技术。这种火箭带有灵活而先进的控制系统，能够在星箭分离前对有效载荷进行大姿态调姿定向，并提供可调整的卫星起旋速率，具有很强的适应性。
担当中国首次探月任务的嫦娥一号卫星采用的是成熟先进的东方红三号卫星公用平台和其他成熟的卫星技术。“东方红三号”这种平台已经成为我国通信卫星公用平台的“主力军”。
嫦娥一号卫星是以东方红三号通信卫星平台为基础研制的。这种卫星平台经过了多次成功飞行考验，“鑫诺三号”、“北斗导航”等卫星成功发射的实践证明，这种卫星平台具有很高的可靠性，而且这种卫星平台服务分系统和有效载荷相对独立，具有较强的适应性和通用性。有人把东方红三号卫星平台比作是一辆“公交车”，车内可以乘载不同年龄、不同性别、不同体重、不同身份的乘客。如果在上面装上通信系统就成为了一颗通信卫星，如果在上面装上探测系统就成为了一颗探测卫星。所以，东方红三号卫星平台在一定重量和功耗范围内，可适用于不同有效载荷的多种卫星。为满足月球探测任务的需要，采用东方红三号卫星平台的“嫦娥一号”上安装了多种探测仪器。这颗卫星由结构、电源、热控、数管、定向天线、GNC、推进及有效载荷等分系统组成。
“长三甲”：历次发射无一失败
长征三号甲火箭今年7月不负重望，成功完成了长征火箭第101次发射任务。对于满载荣誉而同时又肩负更为艰巨的嫦娥一号卫星发射的长征三号甲火箭研制队伍来说，使命高于一切，责任重于泰山。根据每次担负不同卫星发射的任务，他们都对火箭进行了适应性技术改进。多次的发射，也使科研人员掌握了“长征三号甲”和东方红三号卫星平台这对“老搭档”的脾气秉性。
发射嫦娥一号卫星前，长征三号甲火箭有14次成功发射的记录，而至今已经成功发射了10次以东方红三号平台为基础的卫星，从长征三号甲火箭发射记录看没有一次败绩，创下100%%成功的记录。
“长三甲”十多次的成功发射积累了许多宝贵经验，科研人员做了许多新的技术改进，这种技术改进属于渐进式的。“长三甲”主要用于发射地球同步轨道有效载荷，同时兼顾低轨道和太阳同步轨道等其他轨道有效载荷的发射，也可进行一箭双星或多星发射。为了嫦娥一号卫星的发射，长征三号甲火箭进行了适应性改进，特别针对提高可靠性，采取了多项冗余设计。按照设计要求，长三甲火箭要把嫦娥一号卫星送至运行轨道的近地点为200公里、远地点为51000公里、运行周期为15.81小时的轨道，为满足卫星的特殊要求和保证卫星精确地进入预定轨道，对成熟的长征三号甲火箭控制系统又增加了单机和线路备份。
设计科学精准的路线图
384400公里，现代科学用数字准确描述的地月间之平均距离，虽然月球是科学意义上离地球最近的天体，但要跨越这近40万公里的距离，实现月球探测器与处在对地公转、自身自转状态中的月球的精确“约会”，却并非易事。这主要依赖于一条科学合理的“奔月”路线的精妙设计。
路线筛选：
用最小的代价实现奔月过程
自开展探月活动以来，人类共有4种绕月探测卫星的线路方式。第一种，运载火箭将月球探测器送入地球低轨的圆形轨道，然后探测器自行加速进入地月转移轨道并到达月球。第二种，运载火箭将月球探测器送入环地球的大椭圆轨道，然后探测器在椭圆轨道的近地点处加速进入地月转移轨道并到达月球。第三种，运载火箭将月球探测器送到地月引力平衡点处，探测器加速进入月球轨道，最终到达月球。第四种，运载火箭直接将月球探测器送入地月转移轨道并到达月球。
考虑到我国的具体情况，嫦娥一号卫星的发射窗口按35分钟控制。经过精确的分析和计算，为了用最小的代价实现奔月过程，嫦娥一号卫星最终选择了第二种线路。嫦娥一号卫星奔月线路经过了层层筛选，充分体现了中国航天的特色，既完美地利用了长征三号甲火箭和东方红三号卫星平台的优点，又保证了很强的安全性。
调相轨道：
消除发射及其他因素误差
长征三号甲运载火箭将嫦娥一号卫星首先送入近地点200公里、远地点51000公里、周期为16小时的环地球大椭圆轨道。卫星在这条轨道上运行两圈，并在第二个远地点作一次小的变轨，将近地点抬高到600公里。此后，在此轨道上运行三圈后，卫星到达近地点时进行第一次大的变轨，将轨道周期调整为24小时。在这条轨道上运行一圈再次到达近地点时卫星做第二次大的变轨，将轨道周期增加到48小时。卫星在这三条大椭圆轨道上共运行约五天，这一段轨道称为“调相轨道”。
采用这样的调相轨道最大的好处是，可有多次机会调整轨道，消除由于发射和其他因素造成的误差，并且每次变轨时，卫星相对于地球的位置基本不变，可以在固定位置对变轨过程进行监控。
卫星在调相轨道运行结束最后一次经过近地点时，再作一次大的变轨，便进入了地月转移轨道。至此，在飞往月球的过程中，为了获得足够大的运行轨道，卫星将进行3次重要的加速。
地月转移轨道是进行月球探测时最重要的轨道段，也是月球探测器飞行中最容易出问题的轨道部分。卫星在这个轨道段的飞行需要同时考虑地球、月球甚至太阳的引力作用。这一轨道段的设计非常复杂，在卫星的实际运行中，还要经过2到3次轨道修正，才能顺利奔向月球。
随后，嫦娥一号卫星将沿着这条设计精妙的地月转移轨道飞向月球，并在飞行114小时后到达近月点。
嫦娥一号卫星从起飞到进入地月转移轨道的飞行过程中，会多次经过中国上空。专家们断言，如果地理位置、天气条件允许的话，公众可能会用肉眼观察到现代“嫦娥”奔月的景象。
建立地月联系的“信使”
“嫦娥”绕月，地面指挥，谁在之间当信使？
那就是星地射频信道。它建立了地月间的无线通道，担任了地月之间联系的“信使”，实现对卫星的测控和数据传输。
实际上，卫星测控数传分系统有这样两个射频信道，一个是利用全向天线的测控信道，是低速的上行数据通道和下行数据通道；另一个是利用定向天线的数传信道，是个高速的通道，支持大量数据下传。“信使”是怎样沟通地球和月球的呢？卫星上的测控数传分系统与地面测控站是“信使”来往的两个“码头”，承担着数据发送和接收的重要任务。例如，人们向卫星发射遥控信号，卫星接收到后，实现对卫星的控制；而语音数据、科学数据，则通过射频信道，发送到地面应用站，由地面接收，进行发布。
测控全向天线：解决远距离通信难题
为“信使”搭上地月之桥。以前，在我国发射的卫星中，飞得最远的是双星探测计划中的两个极轨卫星，最远距离地球7万公里左右。而双星测控系统的测控能力设计在4万公里这个量级上。通信的难度与通信的距离密切相关。现在，嫦娥一号卫星飞离地球38万多公里，地面测控系统的支持能力远远达不到测控的需要，成为搭建这座桥梁的主要困难之一。
解决困难最直接、简单的方法就是对地面测控站进行改造。在国外，进行月球探测，包括深空探测，都是在地面建“大锅”———30米口径天线的大型测控站，有的天线口径甚至达到70米。而2004年探月工程立项时，我国最大的天线只为十几米，差距较大。
改造地面站耗时长，投资大。从立项时的情况来看，地面站改造进度与需求尚有差距。地面站的改造相对滞后，“搭桥”的困难压在卫星上。
为了实现38万多公里条件下的可靠测控和通信，在卫星、地面测控系统现有的基础上，星、地双方做了很多较大的适应性修改。从方案的构成上来说，嫦娥一号卫星测控分系统远比以前其他卫星复杂，在设计上采用了一系列新思路。
研制嫦娥一号卫星的天线是最主要的一道难关。航天科技集团公司504所集全所天线研究的中坚力量，经过一年的反复攻关，研制出测控全向天线，为远距离通信难题的最终解决打下了良好基础。测控数传分系统的工作状态受到卫星供配电的影响。当下行信道长时间满负荷运行时，产生的大量热量对卫星的热控又是一个巨大的考验。于是，下行信道设计得很特别，工作状态分了两档：当卫星飞至离地球较近的轨道时，只在功率较低的那档工作，这样既节省能源，又避免过度发热；而当远离地球时，才开足马力，满负荷运转。测控数传分系统方案的设计则巧妙的利用了半空间备份，原理巧妙，设备复杂，设计可靠。
两个“锅”：增强地面测控能力
同时，测控地面站也新建了两个18米的大天线，增强地面测控的能力。这两个“锅”一个设在青岛，另一个放在了喀什。
由于卫星离地面太远，地面测控系统现有的USB测控网还达不到定轨精度要求，因此，在卫星上还增加了VLBI（甚长基线干涉）辅助测轨设备。这是天文学上的一种观测手段，通过测量卫星与地面两站之间的夹角，精确测量卫星位置。我国还是第一次在卫星上使用该设备。类似的设备，日本的“月亮女神”卫星也有采用。VLBI观测由上海天文台抓总负责，在北京、上海、乌鲁木齐、昆明等地都设立了测量站。
这样，卫星和测控系统联手，在地月之间，搭起了一座沟通的桥梁。
“金牌发动机”护航
在绕月探测工程中，航天科技集团公司801所的任务是向卫星总体交付一台变轨飞行490N发动机。这是我国自行研制的第一台空间发动机，全称“双组元液体推进剂变轨发动机”，主要是在星箭分离后为卫星变轨提供动力。自1994年以来，该发动机已经在13颗卫星上得到成功应用，全部满足飞行要求，圆满完成了预期任务，被用户誉为“金牌发动机”。
该发动机安装于嫦娥一号卫星上。星箭分离后，嫦娥一号卫星在调相轨道段、地-月转移轨道段、环月轨道段，主要依靠490N发动机提供的动力，经过变轨和中途轨道修正，到达月球。除了801所研制的490N发动机，卫星上还有502所研制的多台10N姿控发动机，负责卫星的姿态控制。
从490N发动机自身的能力看，嫦娥一号卫星飞行任务与其它卫星平台任务并无两样。但是，因为飞向了38万多公里的深空，要求该发动机启动工作次数更长、性能更加可靠，同时能够适应空间恶劣的环境。
根据目前的资料，从地球通向月球的途中，发动机要进行8次以上的点火启动工作（即变轨）。围绕地球的调相轨道段，首次点火是在远地点，后面三次都是在近地点。通过上述变轨飞行，逐步抬高卫星飞行轨道。变轨后，嫦娥一号卫星飞行速度将达到第二宇宙速度11.2千米/秒，卫星脱离地球引力轨道，进入地-月转移轨道。
地-月转移轨道是一条漫长而复杂的曲线，卫星要飞行5—6天，其间根据轨道的具体参数进行2—3次的中途修正，以保证卫星正确进入预定的月球轨道。
当卫星达到距月球约200公里时，需进行减速制动，进入环绕月球南-北极运动的月球极轨道。此后，经过两次近月点制动，降低远月点的高度，实现最终高度为200公里的月球极月圆轨道。再通过轨道修正和仪器设备在轨测试，进入正常工作状态。
在此之前，所有的变轨飞行均通过490N发动机来完成。在把卫星送到环月轨道后，490N发动机停止工作。
鉴于此发动机在探月飞行中的关键作用，尽管一直以来表现良好，卫星总体还是要求801所完成若干试验验证。充分的试验验证结果表明，490N发动机为嫦娥一号卫星探月飞行任务的顺利完成提供了保障。文·特约记者宋丽芳陈全育黄琦索阿娣
来源：科技日报
