(1) 设计并验证了后续着陆任务中动力下降前的所有轨道与机动飞行控制技术,直接进入地月转移轨道、首次使用X频段测控、对嫦娥三号着陆区进行高分辨率成像。
(2) 针对月球不均匀重力场及高起伏地形环境,突破月球拟冻结轨道设计、卫星自主惯性对准、机动轨道拼接等关键技术,首次成功实现100km 圆轨道和100km×15km轨道飞行,首次实现在月球背面无测控条件下主发动机点火变轨。卫星轨道控制精度最高达到0.02%。
(3) 在国际月球探测中,首次采用时间延时积分(TDI)成像技术,设计了由地面行频数据注入和测高数据辅助两种速高比补偿成像方法,获得了7m分辨率的全月球立体影像;获得了1.3 m分辨率的局部影像,达到国际先进水平。
(4) 创新研制首台基于统一载波体制的X 频段高灵敏度数字化测控应答机,实现了深空探测领域星载测控技术的多项突破。在轨试验验证了X 频段深空测控体制和技术。突破了差分单向测距(DOR)干涉测量、X 频段数字化应答机和地面S/X 双频段测控设备研制等关键技术,测速精度达到1mm/s、测距精度达到1 m,实现了7.8125 bps 极低码速率遥控
(5)突破微小型智能化设计技术,首次实现了地月空间飞行过程监视成像。首次实时获取了太阳翼展开、天线展开/转动、主发动机点火等关键环节的动态图像,为后续重要飞行事件提供了可视化手段。
(6)首次在航天工程中于空间段应用了LDPC编译码,编码增益和效率等主要指标优于国际(CCSDS)标准,提高了中国在国际深空信道编译码领域的地位和话语权。
(7)首次在轨验证了推进系统高压气路长寿命技术,为高强度(时间跨度半年以上,次数10 次以上)轨道机动及后续L2 点、小行星探测试验奠定动力基础。
(8) 首次突破探测敏感器、载荷一体化技术,利用成像敏感器完成星地大回路导航试验。
(9) 在地月星和日地星双三体复杂环境下,针对日、地引力平动点摄动复杂、轨道设计无解析解、测控距离远等难点,攻克了非线性系统流形设计、低能量转移轨道控制等技术, 实现了从月球轨道飞赴L2点的轨道设计、飞行控制和远距离测控通信。在国际上首次实现从月球轨道飞赴日-地拉格朗日L2 点探测。开展了对地球远磁尾离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马爆的科学探测。使我国成为继美、欧之后第3 个实现L2 点开展空间探测的国家。
(10)突破距地1000万千米远的深空轨道和测控通信技术,首次实现行星际飞行。基于能量、距离和时间及目标物理特性等强约束,提出潜在小行星目标选取策略,在国际上首次设计并实现了逼近飞越探测方式及基于高速交会渐远点凝视成像技术。国际上首次成功逼近飞越4179图塔蒂斯小行星并获取3m分辨率光学彩色图像。
(11) 创新利用拉格朗日点伴地绕日特性,在卫星推进剂、星地通讯距离、地面大天线进度等约束条件下,国际上首次实现从拉格朗日点转移飞越小天体。
(12) 通过创新设计、全面验证、精心实施, 充分利用卫星剩余资源,发挥卫星潜能,从月球到L2再到图塔蒂斯,实现了具有国际特色和水准的多目标多任务探测,取得了“好、快、省”的突出实效。
(13)通过对以往研究成果的转化、应用,开展国内外多站专项观测,实现了目标小行星定轨和预报,精度达到国际先进水平。 嫦娥二号携带了CCD 立体相机、伽玛谱仪、太阳风离子探测器、高能粒子探测器等7 种科学载荷,获取了高分辨率全月球影像、虹湾地区局部影像以及地月空间等约6 TB 原始数据,按照中国探月工程科学数据发布政策,已分级发布给包括港澳在内的中国相关高校和科研院所,将带动中国月球和空间科学的深化研究科学数据的分析研究。现已取得了空间分辨率7 m 的全月球图像、多种元素月面分布图等多项重要科学成果。科学数据的分析研究是个长期的过程,经过一段时间的研究,基于嫦娥二号获取的数据,科学家们会进一步深化对月球科学及空间科学的认识和理解,为解答月球和太阳系起源等科学问题,得到更多的创新成果。
2012年12月13日16时30分,嫦娥二号卫星经过200d的跋涉和5次中途修正,与“图塔蒂斯”近距离擦身而过,并成功获取高分辨率完整图像。该任务的成功实施创造了多项纪录:第一次从拉格朗日点出发进行小行星探测;第一次对“图塔蒂斯”进行近距离探测;第一次获取关于“图塔蒂斯”的高分辨率光学影像。
通过“嫦娥二号”的任务及拓展实验,获得了“嫦娥三号”的预选着陆区——虹湾地区的高分辨率图象;验证了在月球背面不可看到的情况下,采用主发动机大推力自主轨道的机动技术,为“嫦娥三号”软着陆进行了技术验证,也奠定了良好的基础。
CCD立体相机获得了月球虹湾地区的35轨空间分辨率约为1.3m的局域立体图像,以及7m空间分辨率、100覆盖的全月立体图像,是迄今为止国际上分辨率最高、最清晰的全月立体图像。