嫦娥一號進入工作軌道的意義

中國大陸第一枚月球探測衛星「嫦娥一號」在2007年10月24日18時5分由「長三甲」運載火箭推送從西昌發射基地升空。這次發射全程現場直播，而且邀請外國太空計畫學者、官員到場，展現了此前沒有的公開度與對於自己科技的信心。

因為一方面不願意太耗時間飛抵月球，但是又受限於運載火箭的能力，「嫦娥一號」採取很複雜的多次變軌方式前往月球。「嫦娥一號」升空後進入遠地點51,000km、近地點200km、週期16小時的橢圓繞地球低軌道一圈半之後，第一次變軌是在遠地點實施的，其目的是提高近地點的高度。依照軌道力學，如果要提高近地點，必須在遠地點調整速度；如果要提高遠地點，那就必須反過來在近地點調整速度。提高近地點的動機在於，讓陸基與海基測控站能夠有更多的時間「看到」衛星並且進行測控。「嫦娥一號」此後的飛行策略是再遠地點變軌之後採取三次近地點變軌，逐次提高橢圓軌道的遠地點高度，使其能夠達到月球繞地軌道的高度。

2007年10月25日17:55發出第一次變軌指令，火箭工作130秒後關機，軌道參數改為近地點600km。11月26日17:33發出指令進行第二次變軌，也是第一次近地點變軌，11分鐘後由測控船確認變軌成功，遠地點提高到7萬多公里，週期24小時。10月29日18:01，第三次(第二次近地點)變軌成功，遠地點提高到12萬多公里，週期48小時。此次變軌之後，衛星已開始拍攝影像與搜集環境資料，但是暫時不發送，等到進入月球工作軌道後才發送資料回地球。10月31日17:15發出指令，發動機工作784秒後，衛星第四次(第三次近地點)變軌成功進入地月轉移軌道。此後，在抵達距離月球約66,000km的地月引力平衡點之前，衛星將會越飛越慢。過了地月引力平衡點後，衛星會受到月球引力加速，但是必須減速才能夠進入恰當的繞月軌道。11月5日11:37，經過1200秒減速之後，第一次近月減速成功。11月6日11:35，第二次近月減速成功，衛星進入週期3.5小時的繞月橢圓軌道。11月7日，第三次近月減速成功，衛星進入高度200km、週期127分鐘的繞月工作軌道。

原先的計畫是在第三次近地點變軌，也就是第四次變軌之後前往月球，而且途中可能還需要修正軌道二或三次。後來因為第四次變軌後的飛行軌道足夠精確，所以不需要途中修正，這樣就節省了衛星搭載的一具主推火箭還有用來調整姿態的12個推力器(分為二組互為後備)所需的推進劑，於是增加了「嫦娥一號」能夠在繞月軌到執行任務的時間。有時候，衛星的有效工作壽命是因為可以用於調整軌道與姿態的推進劑耗用完畢而決定的。因為月球的質量分佈不均勻，所以繞月軌道不同位置的重力場變化較大，進而引起軌道變化，繞月的人造衛星必須時常耗用推進劑調整軌道。推進劑用完，繞月衛星的軌道與姿態就不是人力可控的了。

「嫦娥一號」搭載的CCD分辨力比日本的「月亮女神」差，但是測高精確度比日本衛星高。如果測高點很密集，其實三維地圖也能起到分辨力的效果。推測「嫦娥一號」搭載的CCD是用來初選適合未來登月探測器的著陸區。如果要從「嫦娥一號」分析月壤這回事聯繫到利用月球上的能源，理論上是可行的，現實上還需要很長的時間。目前最有實力壟斷此種資源的國家是美國。中國大陸和俄羅斯看起來像是打算合作破解美國的壟斷而非取而代之。歐盟恐怕是想延用對於石油採取的機會主義路線：美國佔上風，就跟著美國分杯羹；美國不佔上風，再另做打算。

「嫦娥一號」沒有軍事用途，但是有間接的軍事意義——在這個高科技戰爭的時代，很多東西都有程度不等的軍事用途或者軍事意義，日本人就很自豪於美國的精確導引武器裡用的都是日本製造的晶片。有人宣稱，「嫦娥一號」火箭發動機的多次點火能力可以用在飛彈上。這裡面恐怕有一點困難或者誤解：「嫦娥一號」用的是液態推進劑火箭發動機，現代飛彈基於儲存安全、戰備妥善率、快速反應等要求，都是使用固態推進劑火箭發動機。固態火箭發動機人為控制熄火與重新點火比液態火箭發動機困難多了。應注意的是，太空裡的工作環境惡劣，「嫦娥一號」火箭發動機能夠多次點火而且精確工作，意味著中國大陸有能力在事關重大的方面製造出高度可靠、耐用的零組件，雖然中國大陸製造的許多普通商品的品質不好。「嫦娥一號」精確減速被月球捕獲後建立繞月工作軌道，此事暗示了中國大陸遙測目標位置與速度的能力水準。這些都是間接的軍事意義。

「嫦娥一號」的高軌道與建立繞地太空站的關係很小。畢竟，「嫦娥一號」總質量只有大約1,350kg，然而「神舟六號」已有8,000kg。目前的國際太空站質量約480,000kg，相當於大約450個「嫦娥一號」，或者60個「神舟六號」。中國大陸如果要建立人員常居太空站或者繼續推進登月計畫，關係重大的是具備更大推力的運載火箭。即使是預計可以推送25, 000kg進入低軌道的中國大陸下一代運載火箭，單獨一次發射要把阿波羅號那種指揮艙／登月艙組態的飛行器送上低軌道也是力有未逮的。◆