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來源：互聯網

嫦娥二號（英文：Chang'e 2），是中國探月計劃中的第二顆繞月人造衛星，也是中國探月工程二期的技術先導星，原為嫦娥一號的備份星，以中國古代神話人物嫦娥命名。

嫦娥二號衛星重量為2480公斤，環繞月球飛行的軌道高度為100千米，設計壽命為半年，總經費投入約9億元人民幣。2010年10月1日，嫦娥二號在搭乘長征三號丙火箭西昌衛星發射中心發射升空。同年10月6日，嫦娥二號衛星開始實施第一次近月制動，并順利進入橢圓環月軌道。2011年6月9日，“嫦娥二號”完成預定各項探測任務并飛離月球軌道。2012年12月13日，嫦娥二號在距離地球約700萬公里外的深空，與4179號小行星（Toutatis）交會并捕獲小行星影像，完成了4179號小行星國際首次近距離的光學探測。該衛星預計2029年再次飛回地球附近700萬公里處。

嫦娥二號任務的圓滿成功，標志著中國在深空探測領域突破并掌握了一大批新的具有自主知識產權的核心技術和關鍵技術，為后續實施探月二期工程的“落”和“回”以及下一步開展火星等深空探測奠定了堅實技術基礎，中國從航天大國邁向航天強國的進程又跨出了重要的一步。

研發歷程

研發背景

嫦娥一號任務取得圓滿成功之后，2008年2月15日，中央正式批準了以“落月探測”為目標的探月工程二期立項，并成立了探月二期工程領導小組。相比一期繞月探測，二期落月探測要實現月面軟著陸和月面巡察，任務更艱巨，技術難度更大，風險更高。6月25日，中國空間技術研究院確定將嫦娥一號備份星進行改進，作為二期工程技術先導星，驗證二期工程部分關鍵技術，并依據發射順序，將該任務命名為嫦娥二號任務。

研發過程

2008年，嫦娥二號整星方案設計完成，開展了頂層策劃、技術狀態清理及復核、總體規范制訂等研制工作。開展了任務軌道設計、大系統間接口協調、分系統技術規范制訂、X波段應答機等新產品技術攻關和針對任務要求和環境變化的專項試驗工作；在頂層策劃方面，完成了各階段、各層級技術流程、專項試驗、質量保證與風險控制等項目工作；衛星系統直接進入正樣研制階段；新研單機及技術試驗分系統經歷方案、初樣、正樣完整階段。

由于大部分單機為提高性能指標方面的修改類或新研類產品，故有效載荷分系統從初樣起步。在關鍵技術攻關同時，設計、開展推進氣路及490N發動機延壽、近月太陽翼高溫適應性、時間延遲積分（TDI-CCD）相機速高比補償等設計與驗證方面的15項專項試驗。

2009年，全面推進產品研制、系統集成和試驗驗證工作。完成了單機、技術試驗和有效載荷兩個分系統的初樣研制，完成了速高比補償對測定軌精度要求、15km軌道飛行大系統保證等專題協調，完成全部專項試驗。同年，完成了正樣產品研制、總裝、AIT階段電性能測試和軟件/FPGA落焊工作。并行開展了軌道設計、空間單粒子效應防護等質量復查和復核復算，補充了“軌道設計、飛行程序、虹灣成像、監視相機/紫外成像”等技術專題研究與協調。于8月通過正樣設計評審。

2010年，研制隊伍完成了EMC、力學、熱真空等大型試驗，在衛星系統自身得到了全面、充分驗證的基礎上，完成了與運載對接、測控對接、大系統無線聯試等大系統對接試驗，驗證了系統間接口的正確、匹配性，于6月完成了質量復查和出廠評審。7月10日，嫦娥二號衛星進場。按照發射場測試流程，完成了衛星發射前的全部技術準備。

主要任務

嫦娥二號主要任務為完成六大工程目標和四大科學目標。

六大工程目標

四大科學目標

技術特點

結構組成

嫦娥二號衛星系統有總體、綜合測試分系統和結構、熱控、制導/導航與控制（GNC）、推進、供配電、數據管理、測控數傳、定向天線、技術試驗（工程載荷）、有效載荷等13個分系統，衛星發射質量為2480千克，干重1169千克，其中包括166千克的有效載荷（含136千克有效載荷和30千克工程載荷）。設計壽命為半年。安裝了一個推力為490牛的主發動機和12個推力為10牛推力器，搭載了技術改進后的伽馬射線譜儀、X射線譜儀、校準天線和激光高度計，還使用了高靈敏度（15千米分辨率為1米；100千米分辨率為10米）的相機，包括1臺下降相機，1臺廣角相機和4臺小相機，相機的視野范圍可以覆蓋到發動機和太陽翼。

基本參數

參考資料

科學儀器

嫦娥二號共搭載了七種有效載荷，分別是CCD立體相機、激光高度計、γ射線譜儀、X射線譜儀、微波探測儀、太陽高能粒子探測器、太陽風離子探測器。

CCD立體相機

用于獲取月球表面及“嫦娥三號探測器”衛星備選著陸區高分辨率圖像。

激光高度計

激光高度計主要用于對全月球進行較為詳細的三維地形測量。

γ射線譜儀

γ射線譜儀主要通過測量月表物質的γ射線，探測有用元素的含量和分布。

X射線譜儀

X射線譜儀的功能是通過測量月表物質的熒光X射線譜，獲得月球表面有用元素的含量和分布。

微波探測儀

微波探測儀主要用于測量不同深度的月球土壤微波輻射亮溫，進而反演出月壤厚度的信息。

太陽高能粒子探測器

太陽高能粒子探測器主要通過對來自太陽的帶電粒子通量的分析，獲得地月空間環境的科學數據。

太陽風離子探測器

太陽風離子探測器主要探測原始太陽風離子能譜等反映地月空間環境的重要數據。

技術創新

嫦娥二號突破了多個關鍵技術，包括基于三體系統流形理論的低能量轉移軌道設計、基于能量、距離和時間等強約束的潛在小行星目標選取策略、逼近飛越小行星設計及基于高速交會漸遠點凝視成像技術等。此外，還需以比以往跨越數量級方式，突破推進劑利用、軌道測量與控制、信道預算等方面的高精度技術。首次轉化創新應用了基于地基光學望遠鏡的小行星觀測與定軌技術。

地月轉移軌道發射技術

嫦娥二號任務選用長征三號丙火箭在西昌衛星發射中心發射，由運載火箭將衛星直接送入近地點高度200公里、遠地點高度約38萬公里的奔月軌道。相比嫦娥一號先發射到地球附近的調相過渡軌道，再經過多次調整進入奔月軌道，嫦娥二號取消了調相軌道飛行，改為直接進入地月轉移軌道，節省了7天時間。

環月飛行軌道控制技術

嫦娥二號衛星在奔月途中，將視情況進行2-3次軌道修正，以保證與月球準確交匯。經過約112小時的奔月飛行，當衛星到達距月球100公里的近月點實施三次近月制動，進入高度100公里、傾角90°的環月工作軌道。相比嫦娥一號在200公里處的近月捕獲，嫦娥二號實施近月捕獲時飛行速度更快、軌道更低、制動量更大，同時月球不均勻重力場對衛星軌道的攝動影響也相應增大，大大提高了對衛星制動控制精度的要求。

深空測控通信技術

在嫦娥二號任務實施過程中，將首次試驗低密度校驗碼（LDPC）遙測信道編碼技術，以提高星地通信能力；首次試驗X頻段測控體制和校差差分單向測距等技術，以提高衛星測定軌精度；首次開展紫外敏感其自主導航、高速數據傳輸等試驗、為后續探月及深空探測任務積累重要的技術基礎。

高分辨率立體相機研制

新研制的TDI-CCD相機，能夠將圖像分辨率從嫦娥一號的120米提高到10米左右，在15公里軌道處能達到1.5米。TDI-CCD相機采用多條線陣CCD對同一目標多次曝光的原理，以滿足分辨率提高對相機曝光控制要求，是我國相關載荷研制技術的一個重要突破。

四項關鍵飛控技術

直接地月轉移軌道重構技術：北京中心對不同入軌偏差進行各種分析計算，保證了入軌大偏差下的衛星成功飛向月球。

姿控力精確補償定軌技術：有效攻克了因頻繁姿控力擾動影響定軌道計算精度的難題，提高了衛星精密定軌能力。

近月點非對稱軌道控制技術：有效解決了嫦娥二號任務15公里降軌控制點在月球背面實施導致測控不可見、月球非球形引力場下軌道近月點漂移率迅速加快導致控后軌道在到達“虹灣”前近月點漂離目標區域等技術難題。

飛行控制智能規劃技術：實現快速準確完成各類事件和指令任務智能規劃的功能，全面滿足各類飛控事件的實施要求。

任務經過

發射升空

2010年10月1日18時59分57秒，嫦娥二號搭乘長征三號丙火箭在西昌衛星發射中心發射升空，19時25分，星箭分離，嫦娥二號進入近地點高度200公里、遠地點高度約38萬公里的地月轉移軌道。

軌道修正

2010年10月2日12時25分，嫦娥二號順利實施了第一次中途修正控制，控制結果準確，滿足衛星進入月球使命軌道入口點要求，取消了預定的后兩次中途修正。

近月制動

2010年10月6日上午11時06分35秒，北京航天飛行控制中心發出第一次制動指令，1942秒后，嫦娥二號被月球捕獲，進入環月軌道成功實施第一次近月制動，進入周期約12小時的橢圓環月軌道。10月8日，嫦娥二號衛星完成第二次近月制動，在近月點只有100公里，遠月點1830多公里的軌道上運行。現在嫦娥二號繞月球一圈就只需要3.5小時。10月9日，嫦娥二號成功實施第三次近月制動，衛星進入100×100公里運行周期大約為118分鐘的環月圓軌道，也是嫦娥二號衛星工作期間一個主要使用的工作軌道。

降軌拍攝

2010年10月26日，北京航天飛行控制中心對嫦娥二號衛星實施了降軌控制，約18分鐘后，衛星成功進入了遠月點100公里、近月點15公里的試驗軌道，于27日起開始在月球虹灣月海區拍攝圖像，為此后嫦娥三號探測器衛星落月尋找最佳“落腳點”。

升軌

2010年10月29日10時34分，北京航天飛行控制中心對嫦娥二號衛星實施升軌控制，虹灣區成像活動圓滿結束，衛星近月點返回100公里。11月2日，嫦娥二號衛星順利返回環月長期運行軌道，北京航天飛行控制中心主任務系統成功切換至長管任務系統。

在軌活動

2010年11月2日，嫦娥二號衛星順利返回環月長期運行軌道，北京航天飛行控制中心主任務系統成功切換至長管任務系統。在長期管理工作模式中，嫦娥二號配合地面應用系統開展科學探測工作，在此期間將開展以全月面拍攝為主的各項科學試驗，并且后續將擇機控制衛星繼續對虹灣區成像。

拓展試驗

2011年4月1日，嫦娥二號半年設計壽命期滿，既定的六大工程目標和四大科學探測任務圓滿完成。4月下旬至5月底，開展了補拍月球南北兩極漏拍點和再次對嫦娥三號探測器預選著陸區進行高清晰成像兩項拓展試驗。6月9日，嫦娥二號受控飛離月球，奔向距地球150萬公里遠的日地拉格朗日L2點。8月25日23時27分，經過77天飛行，嫦娥二號在世界上首次實現從月球軌道出發，受控準確進入日地拉格朗日L2點的環繞軌道，標志著三項拓展試驗圓滿成功。

工程收官

2012年12月13日，嫦娥二號衛星在距離地球約700萬公里外的深空，飛越“戰神”小行星圖塔蒂斯并進行探測，至此，嫦娥二號再拓展試驗圓滿成功，嫦娥二號工程完美收官。

截至2020年，嫦娥二號仍在圍繞太陽做橢圓軌道運行，據推測，嫦娥二號會在2029年前后飛到距離地球約800萬公里的位置。

任務時間表

參考資料

主要成果

完成月球虹灣區成像

嫦娥二號CCD立體相機的地元分辨率從原來嫦娥一號的120m分別提升為：在100km極軌圓軌道，地元分辨率7m，在15km*100km的橢圓軌道上在近月弧段地元分辨率約1m。中科院國家天文臺作為地面應用系統的承擔單位，主要負責衛星數據的接收和處理工作。密云站和昆明站分別利用50米天線和40米天線同時接收衛星傳回的數據，地面應用系統總部在接收到密云站、昆明站傳回的原始數據后，經過幀同步、去擾、RS譯碼、分路解幀以及數據優選和解壓等過程后獲得0級數據，隨后經過對0級數據的格式重整、輻射定標處理、幾何定位處理、光度校正處理、圖像增強處理、精幾何校正處理等步驟，最終形成月表平面圖像。

發射軼事

《新聞聯播》調整報道形式

《新聞聯播》打破常規，在中華人民共和國國慶節當天采用“畫中畫”模式在節目開始直播“嫦娥二號”衛星發射。

整流罩掉落幾公里內有震感

2010年10月1日晚19時11分許，嫦娥二號衛星整流罩分別墜落在江西遂川縣茶鄉湯湖鎮的南屏、橫圳兩個村，一處距湯湖鎮政府以北南屏村1公里處的農田里，農田砸出了一個大坑，坑深達1.5米；另一處距鎮政府橫圳7公里處，當地人武部門趕赴現場處置。整流罩墜落時傳來前后兩聲“砰”聲巨響，周圍幾公里有比較強烈的震感，當地群眾按照傳來聲響的方向找過去，分別發現兩塊整流罩，并立即報告鎮政府。

嫦娥二號軌跡滑過臺海

2010年10月1日，中國臺灣東部民眾于該日晚上目擊空中有一顆大火球，“轟”一聲巨響后，火球墜入大海中。民眾懷疑是飛機失事，立刻報警。不過，臺灣海巡單位出海查看，臺灣“民航局”派出直升機協尋，都沒有任何發現。由于事發時，中國大陸正發射“嫦娥二號”衛星，中國臺灣方面推測火球可能是火箭推進器。據臺灣防務部門的官員稱，由于4縣市距離很遠，如果是一般航空器的事故，不可能讓這么大范圍的民眾看到，推測火球應該是大氣外層的飛行物。

據《新華社》報道，嫦娥二號升空后曾經飛越臺灣海峽上空。