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2007年10月24日18时5分,中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空。中华民族千古流传的“嫦娥奔月”神话,一夜成真。
“嫦娥”一去不复返
将卫星送入月球轨道,有两种办法:一种是用大吨位运载火箭将卫星直接送到地月轨道。我国目前还不具备这个能力,但正在研制的“长征五号”运载火箭将使它成为可能。另一种方法,是利用绕地球轨道和卫星自身的重力,通过变轨进入地月轨道。“嫦娥奔月”采用的正是第二种方法,但这种方法只能为“嫦娥”提供去月球的“单程票”,也就是说,利用它可以把卫星送入月球轨道,但她再也回不来了。
所谓变轨,就是改变飞行器在太空中的运行轨道。受运载火箭发射能力的局限,卫星往往不能间接由火箭送入最终运行的空间轨道,而是要在一个椭圆轨道上先行过渡,然后再选择合适的时机向卫星上的发动机发出点火指令,通过一定的推力改变卫星的运行速度,从而达到改变卫星运行轨道的口的。变轨是一项非常尖端的测控技术,它对卫星轨道的测量,对发动机点火时问的计算以及遥控技术都提出了很高的要求。“嫦娥一号”从地球到达月球轨道至少需要10次较大的变轨,而“神舟六号”飞船的全部飞行仅需3次变轨。
“嫦娥”眼中的月球
我同科学家为“嫦娥探月”提出了四项科学目标:一是获取月球表面三维影像;二是分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点;三是探测月壤特性;四是探测地月空间环境。其中,用微波探测仪探测月壤厚度,用立体成像技术获取月球的三维影像,在世界探月史上都是首次进行。此外,在美国探测了5种元素的基础上,我国将冉增加9种,共探测14种月球表面元素的分布。
为了给月球绘制一幅清晰完整的三维地图,当“嫦娥一号”进入正常绕月飞行后,她所携带的CCD立体相机将同时对卫星飞行的前方、后方、下方进行拍摄,并把得到的图像数据通过发射天线送回地球,由位于北京密云和云南昆明的地面接收站负责接收,并通过光纤传到国家天文台,进行数据处理。
与此同时,激光高度计则每隔1秒钟向月球表面发射一束激光,并在于分之一秒内被反射回来。根据卫星与月球之间的距离、光的传播速度、反射所用时间,即可得到该探测点的“海拔高度”。然后,再与立体相机拍摄的高精度图像相叠加,形成月球上这个点的立体图片。在“嫦娥一号”绕月球运行的一年里,这对“最佳搭档”将按地面控制中心的指挥,进行拍摄、测量,并传回数据。最后,经过更多科学家和技术人员对数据的深入研究和进一步加工,由中国人绘制、包括人类探月活动从未涉足的月球南北极部分区域在内的、最完整最精确的月球三维图将呈现在世人面前。
我们为什么要探月
全世界迄今共进行了123次月球探测活动。尽管国际上每年都会发表一些新的月球研究成果,但真正具有核心价值和意义的资料、数据,却从来都没有完全公布过。在尖端领域,中国必须要有自己的作为。
1984年,联合国通过了《月球协定》,规定月球是全人类的共同财富。但一个难以改变的客观事实是,如果我国在月球探测上能取得一些成果,在国际上讨论《月球协定》的修订和分享月球权益时,将有更大的发言权,将能更有效地维护我国在月球的合法权益。
进入21世纪以来,美国重新启动了登月计划:日本的“月光女神”探测器已在不久前上天;德国、印度也都跃跃欲试。大家都明白,开发月球将产生难以估量的经济效益;探月工程会带动一系列工程技术和科学技术突飞猛进。以美国的“阿波罗计划”为例,它催生了3000多项专利,带动了高新技术产业的发展。
“绕”、“落”、“回”三步走
我国的探月工程将分三步走。第一步“绕”:“嫦娥一号”绕月飞行,其主要任务是对月球进行多项遥测。第二步“落”:2012年前后,将发射一颗月球软着陆器,并携带一个“月球车”,进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。第三步“回”:在2017年前后,将发射一颗月球软着陆器,进行首次月球样品自动取样,并安全返回地球,在地球上对取样进行分析研究。
责任编辑/薛拥祥
“嫦娥”一去不复返
将卫星送入月球轨道,有两种办法:一种是用大吨位运载火箭将卫星直接送到地月轨道。我国目前还不具备这个能力,但正在研制的“长征五号”运载火箭将使它成为可能。另一种方法,是利用绕地球轨道和卫星自身的重力,通过变轨进入地月轨道。“嫦娥奔月”采用的正是第二种方法,但这种方法只能为“嫦娥”提供去月球的“单程票”,也就是说,利用它可以把卫星送入月球轨道,但她再也回不来了。
所谓变轨,就是改变飞行器在太空中的运行轨道。受运载火箭发射能力的局限,卫星往往不能间接由火箭送入最终运行的空间轨道,而是要在一个椭圆轨道上先行过渡,然后再选择合适的时机向卫星上的发动机发出点火指令,通过一定的推力改变卫星的运行速度,从而达到改变卫星运行轨道的口的。变轨是一项非常尖端的测控技术,它对卫星轨道的测量,对发动机点火时问的计算以及遥控技术都提出了很高的要求。“嫦娥一号”从地球到达月球轨道至少需要10次较大的变轨,而“神舟六号”飞船的全部飞行仅需3次变轨。
“嫦娥”眼中的月球
我同科学家为“嫦娥探月”提出了四项科学目标:一是获取月球表面三维影像;二是分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点;三是探测月壤特性;四是探测地月空间环境。其中,用微波探测仪探测月壤厚度,用立体成像技术获取月球的三维影像,在世界探月史上都是首次进行。此外,在美国探测了5种元素的基础上,我国将冉增加9种,共探测14种月球表面元素的分布。
为了给月球绘制一幅清晰完整的三维地图,当“嫦娥一号”进入正常绕月飞行后,她所携带的CCD立体相机将同时对卫星飞行的前方、后方、下方进行拍摄,并把得到的图像数据通过发射天线送回地球,由位于北京密云和云南昆明的地面接收站负责接收,并通过光纤传到国家天文台,进行数据处理。
与此同时,激光高度计则每隔1秒钟向月球表面发射一束激光,并在于分之一秒内被反射回来。根据卫星与月球之间的距离、光的传播速度、反射所用时间,即可得到该探测点的“海拔高度”。然后,再与立体相机拍摄的高精度图像相叠加,形成月球上这个点的立体图片。在“嫦娥一号”绕月球运行的一年里,这对“最佳搭档”将按地面控制中心的指挥,进行拍摄、测量,并传回数据。最后,经过更多科学家和技术人员对数据的深入研究和进一步加工,由中国人绘制、包括人类探月活动从未涉足的月球南北极部分区域在内的、最完整最精确的月球三维图将呈现在世人面前。
我们为什么要探月
全世界迄今共进行了123次月球探测活动。尽管国际上每年都会发表一些新的月球研究成果,但真正具有核心价值和意义的资料、数据,却从来都没有完全公布过。在尖端领域,中国必须要有自己的作为。
1984年,联合国通过了《月球协定》,规定月球是全人类的共同财富。但一个难以改变的客观事实是,如果我国在月球探测上能取得一些成果,在国际上讨论《月球协定》的修订和分享月球权益时,将有更大的发言权,将能更有效地维护我国在月球的合法权益。
进入21世纪以来,美国重新启动了登月计划:日本的“月光女神”探测器已在不久前上天;德国、印度也都跃跃欲试。大家都明白,开发月球将产生难以估量的经济效益;探月工程会带动一系列工程技术和科学技术突飞猛进。以美国的“阿波罗计划”为例,它催生了3000多项专利,带动了高新技术产业的发展。
“绕”、“落”、“回”三步走
我国的探月工程将分三步走。第一步“绕”:“嫦娥一号”绕月飞行,其主要任务是对月球进行多项遥测。第二步“落”:2012年前后,将发射一颗月球软着陆器,并携带一个“月球车”,进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。第三步“回”:在2017年前后,将发射一颗月球软着陆器,进行首次月球样品自动取样,并安全返回地球,在地球上对取样进行分析研究。
责任编辑/薛拥祥