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了解"嫦娥一号"的人进来啊!

发布网友 发布时间:2022-04-21 16:36

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热心网友 时间:2023-06-24 06:02

嫦娥一号相关资料
嫦娥一号已定于2007年10月24日18时左右发射,目前燃料已加注完成,卫星跟火箭已经对接完毕。根据权威专家表示,嫦娥一号比起传说中的“嫦娥”来,体重达2吨多,但在奔月途中,其轻盈的身姿与传说中的“嫦娥”丝毫不差。奔月成功后,人们将无法用肉眼观测。

◆概况 “嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,以中国古代神话人物嫦娥命名,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。目前这颗卫星已经进入初样研制阶段。在该阶段,将有电性星和结构星这两颗初样卫星来承担卫星测试工作。

航天专家介绍,电性星的试验主要是用于一些带有电子性能的设备的综合测试,结构星的试验主要是要考核结构设计的合理性,和整星上温度控制设计的合理性。目前,这两颗初样星的结构制造已经完成,将在年底以前开始整星测试。在这个基础上,再进行“嫦娥一号”正样卫星的研制。据介绍,整个初样测试阶段将持续到明年6月份,随后将进入卫星正样星的研制阶段。

此外,承担卫星发射任务的长征三号甲火箭目前已经投入生产。为了保证完成月球探测工程任务,科研人员对长三甲火箭进行了41项可靠性的设计工作,以提高其运载可靠性。

◆技术难点 1、轨道设计与飞行程序控制问题

2、卫星姿态控制的三矢量控制问题

3、卫星环境适应性设计

4、远距离测控与通信问题“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。“嫦娥一号”月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制,科研人员对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。

“嫦娥一号”月球探测卫星将于2007年10月在西昌卫星发射中心 由“长征三号甲”运载火箭发射升空。卫星发射后,将用8天至9天时间完成调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行,执行科学探测任务。它将完成四大科学任务,首要目的便是为月球“画像”,也就是要通过各种手段获取月球表面影像和立体图像。此外,还要分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月壤厚度以及地月空间环境。

专家介绍,嫦娥一号卫星两米见方,太阳翼展开后,最长可达18米,起飞重量为2350公斤,卫星需要10-12天可以飞到月球附近。嫦娥一号设计寿命为一年,执行任务后将不再返回地球。

◆搭载歌曲 “嫦娥一号”将搭载歌曲31首,发射成功后,通过电视和广播可接收到卫星传回来的歌曲,不过不提供下载服务。

31首播放歌曲详单:

1、《谁不说俺家乡好》
2、《爱我中华》
3、《歌唱祖国》
4、《梁山伯与祝英台》
5、《我的祖国》
6、《走进新时代》
7、《二泉映月》
8、《黄河颂》
9、《青藏高原》
10、《长江之歌》
11、《在希望的田野上》
12、《春天的故事》
13、《七子之歌》
14、《我的中国心》
15、《高山流水》
16、《草原上升起不落的太阳》
17、《阿里山姑娘》
18、《贵妃醉酒》选段
19、《难忘今宵》
20、《歌声与微笑》
21、《春节序曲》
22、《半个月亮爬上来》
23、《游园惊梦》选段
24、《富饶辽阔的阿拉善》
25、《良宵》
26、《十二木卡姆选曲》
27、《东方之珠》
28、《在那遥远的地方》
29、《我是中国人》
30、《但愿人长久》
31、《We Are Ready》
特别选用曲目1、《中华人民共和国国歌》2、《东方红》

◆发射步骤 “嫦娥一号”卫星发射后首先将被送入一个地球同步椭圆轨道,这一轨道离地面最近距离为500公里,最远为7万公里,探月卫星将用26小时环绕此轨道一圈后,通过加速再进入一个更大的椭圆轨道,距离地面最近距离为500 公里,最远为12万公里,需要48小时才能环绕一圈。此后,探测卫星不断加速,开始“奔向”月球,大概经过83小时的飞行,在快要到达月球时,依靠控制火箭的反向助推减速。在被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月球表面200公里高度的极地轨道绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作。

预计卫星奔月总共需时157个小时,距离地球接近38.44万公里。而过去,中国发射的卫星距离地面一般都在3.58 万公里左右,二者几乎相差了10倍。

◆嫦娥工程探月计划◆探月计划酝酿10年 中国探月工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远介绍“嫦娥一号”是我国发射的最远距离的卫星,距地球的平均距离是38万公里,而在这之前,我国发射的最远距离的卫星离地面4万公里。

★中国绕月探测工程将完成以下四大科学目标:

一、获取月球表面三维立体影像,精细划分月球表面的基本构造和地貌单元,进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究,为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据,并为月面软着陆区选址和月球基地位置优选提供基础资料等。

二、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,主要是勘察月球表面有开发利用价值的钛、铁等14种元素的含量和分布,绘制各元素的全月球分布图,月球岩石、矿物和地质学专题图等,发现各元素在月表的富集区,评估月球矿产资源的开发利用前景等。

三、探测月壤厚度,即利用微波辐射技术,获取月球表面月壤的厚度数据,从而得到月球表面年龄及其分布,并在此基础上,估算核聚变发电燃料氦-3的含量、资源分布及资源量等。

四、探测地球至月亮的空间环境。月球与地球平均距离为38万公里,处于地球磁场空间的远磁尾区域,卫星在此区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等离子体,研究太阳风和月球以及地球磁场磁尾与月球的相互作用。

国防科学技术工业委员会副主任、国家航天局*、绕月探测工程总指挥栾恩杰介绍,

由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成的绕月探测工程系统届时将实现以下五项工程目标:

⊙ 研制和发射我国第一个月球探测卫星;

⊙ 初步掌握绕月探测基本技术;

⊙ 首次开展月球科学探测;

⊙ 初步构建月球探测航天工程系统;

⊙ 为月球探测后续工程积累经验。
我国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究,

1996年完成了探月卫星的技术方案研究,

1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作。

经过10年的酝酿,最终确定我国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。

⊙ 第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”,对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。

⊙ 第二期工程时间定为2007年至2010年,目标是研制和发射航天器,以软着陆的方式降落在月球上进行探测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分,测定着陆点的热流和周围环境,进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析,为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。

⊙ 第三期工程时间定在2011至2020年,目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车,对着陆区进行巡视勘察。后期即2015年以后,研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等,采集关键性样品返回地球,对着陆区进行考察,为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶。
◆“嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试 中国探月计划第一颗卫星“嫦娥一号”的有效载荷正样系统正在进行最后联试,以确保科学探测设备将来在太空正常工作。

“嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试工作由中国科学院空间科学与应用研究中心负责。有效载荷总指挥、中科院空间中心主任吴季16日在接受采访时说:“在有效载荷正样系统联试的最后阶段,各研制人员应继续保持严慎细实的工作态度,按质量要求完成正样联试,确保有效载荷设备顺利交付和工程任务*完成。”

卫星有效载荷因不同的航天任务而异,在现阶段主要是进行科学探测的仪器和科学实验的设备。“嫦娥一号”卫星有效载荷将包括微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等。

据了解,微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测,这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测。空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成,将探测地月和近月的空间环境参数。

“嫦娥一号”计划将于2007年发射,而后围绕月球进行一年的探测。

中国的探月计划经过长期准备、10年论证,于2004年1月正式立项,被称作“嫦娥工程”。该工程目前主要集中在绕月探测、月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布调查、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。
◆第一步为月球画像 绕月探测工程是我国月球探测的第一期工程,即研制和发射第一颗月球探测卫星。该星将环绕月球运行,并将获得的探测数据资料传回地面。该工程由探月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用五大系统组成。现已确定探月卫星主要利用“东方红三号”卫星平台,运载火箭采用“长征三号甲”火箭,发射场选用西昌卫星发射中心,探测系统利用现有航天测控网,地面应用系统由中国科学院负责开发。

具体计划是,“长征三号甲”火箭从西昌发射中心起飞,将“嫦娥一号”卫星送入地球同步转移轨道后实现星箭分离,卫星最后进入环绕月球南、北极的圆形轨道运行,并对月球进行探测,轨道距离月面的高度为200公里。

设计寿命为1年的“嫦娥一号”卫星,将携带立体相机、成像光谱仪、激光高度计、微波辐射计、太阳宇宙射线检测器和低能离子探测器等多种科学仪器,对月球进行探测。它在环月飞行执行任务期间,主要获取月面的三维影像,分析月面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月球土壤厚度,检测地月空间环境。其中前3项是国外没有进行过的项目,第4项是我国首次获取8万公里以外的空间环境参数。此外,美国曾对月球上的5种资源进行探测,我国将探测14种,其中重要的目标是月球上的氦—3资源。氦—3是一种安全高效而又清洁无污染的重要燃料,据统计,月球上的氦—3可以满足人类1万年以上的供电需求。月球土壤中的氦—3含量可达500万吨。

◆嫦娥一号发射在即 千余游客报名争睹 我国首颗探月卫星“嫦娥一号”发射在即,民众亲睹“嫦娥奔月”的热情与日俱增。记者从组织参观此次发射活动的四川西昌金英旅行社获悉,目前已有1000多人报名参观。同时,此前预定的800元参观门票票价有可能会向上调整。

外国游客无缘“现场”

据西昌金英旅行社工作人员介绍,截至2007年9月27日下午,已有北京、上海、广州等全国多个城市的1000多人报名参加,主要以散客身份为主。由于西昌卫星发射基地可供参观的现场席位最多只有2000个,且要先满足部队、科研单位、*等部门人士,因而,实际普通参观者的名额并不到2000人。

而此前媒体报道的800元门票的价格则有可能上浮。具体调价结果旅行社将于2007年9月28日公布。

据了解,这些参观者仅限于我国国内的旅游者。目前,国外游客仍不在现场参观的接待范围之内。

身份知会所在地*

据了解,我国游客只需将身份证件传至旅行社、并交纳一两百元订金,即可“预订”参观名额,而无须提供工作单位等其他信息。一旦发射中心确定了发射的具体日期,旅行社将会提前几天通知报名者。

旅行社在收到报名者的身份证件复印材料后,会在备份后提供给卫星发射中心审核。发射中心并会就游客的身份向所在地的*机关核实,并通知当地*机关,以备紧急情况时能迅速、随时联系到相关人士。

最多提前两小时入场

据旅行社从西昌卫星发射中心获悉,“嫦娥一号”发射的日期初步定在2007年10月26日前后,且具体的发射时间“极有可能在晚上”。但更确切的发射时间尚有待于相关部门的最终确定。此前,有媒体报道称,将在10月月底发射。

心急的游客是否可提前进入发射基地目睹“嫦娥一号”的风采呢?对此,旅行社工作人员表示,“绝对不可能”,因为出入基地的车辆均需凭特制的通行证方可放行。而由旅行社统一组织的散客则会乘坐统一的大巴进入发射基地,“最多提前一两个小时”。

可携摄像机拍摄发射

发射当日,所有的游客均将在距卫星发射中心60多公里外的西昌市区集合,然后乘坐专门的大巴进入发射中心,当晚参观完发射盛况后再返回西昌市区。另据了解,观景台离发射点约2.5公里。为了满足游客拍照留影的要求,旅行社方面透露,本次参观将可能与以前一样,允许游客携带照相机及摄影机拍摄留念,记录那一激动人心的时刻。此外,为配合“探月旅游”,当地旅行社还开发设计了丰富的景点,构成“一日游”、“两日游”等。

发射初定2007年10月24日18:05

据专家透露,卫星最佳发射时间的确定相当复杂,需对当地雷电、降水和云量等因素进行详细分析,并结合相关历史资料来判断。在航天、卫星发射、气象、天文等多个部门反复协商下,最终确定了最佳发射窗口为10月24日下午6时05分左右。

目前西昌卫星发射中心的准备工作紧张而有序,用于发射“嫦娥1号”的长征三号甲火箭已经吊装进3号塔的回转平台,而“嫦娥1号”也已经进入发射区3号发射塔静静矗立,蓝色的回转平台紧紧闭合,呈测试状态。西昌卫星发射中心测试发射、测量控制等五大系统科技人员,正在争分夺秒,精测细量,为确保“嫦娥1号”卫星顺利发射升空进行最后的准备,目前准备工作一切顺利。

据了解,为确保“嫦娥1号”顺利升空,西昌卫星发射中心对2号、3号发射塔都进行了数十项技术改造。目前,中心两个塔架均具备发射“嫦娥1号”的能力。有专家评价说,升级后的3号发射塔架已成为世界上最先进的发射塔架之一。数天之后,“嫦娥1号”将从85米高的3号发射塔起飞,奔往38万公里之外的月球。届时世界将再次瞩目中国。

“嫦娥一号”已“站”上发射塔

10月17日下午,记者驱车自西昌市城区出发,沿西南方向上泸黄高速公路。沿途,不时可见火箭雕塑以及“卫星城”等标语。约35分钟后,汽车自漫水湾镇下泸黄高速公路,拐上一条柏油简易公路。当地人把进这条简易公路称之为“进沟”,不知是否与卫星发射基地在山沟沟有关。

发射中心17日戒备森严,18日可参观

由于卫星发射在即,卫星发射中心10月17日全天禁止游客参观。

站在“西昌卫星发射中心”石雕前,远远可看见一幢高大的建筑。当地人介绍,那就是即将发射的“嫦娥一号”发射架。西昌卫星发射中心门前,一名卫兵威严地站立着,另一名卫兵来回检查过往车辆、行人的证件。

据当地旅行社工作人员介绍,10月16日和10月18日,西昌卫星发射中心正常对游客开放。

此外,“嫦娥一号”发射前,附近方圆四公里之内的居民将撤离,2.5公里内的居民必须撤离出该区域。据称,此举是为预备火箭发射万一失败,避免对附近居民造*员伤亡。

“嫦娥”发射架下,灯光闪烁

10月17日,记者进入发射中心附近区域,距最近的卫星发射架不过200米远。站在发射中心南面的半山腰上,可见发射中心三面环山:左侧是牦牛山,右侧是峡谷口,对面的山峰较小,当地人尚未为其取名。

记者看到,高大的2号发射塔和3号发射塔分隔在两个区域。亚洲最高的2号发射塔,固定架和移动塔处于分开的状态,分别矗立在一条铁轨的两头。

最为显眼的是即将发射“嫦娥一号”的3号塔。和2号塔不同的是,3号塔是全封闭的,从外面看就像一座没有窗户的大楼,楼顶上方是一部巨大的橘红色吊车。

据航天专家评价,升级后的3号发射塔架已成为世界上最先进的发射塔架之一。另外,分布在发射基地各处的6个避雷塔尖高耸入云,最长的约有70层楼高。

据了解,截至10月17日下午,用于发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭和“嫦娥一号”都已经吊装上发射塔,正在进行最后的测试。

记者看到,基地内车辆、人员来回忙碌着,“嫦娥一号”发射架下,数盏电灯分外闪亮,如发射时喷射出的火焰一般。

此前,为确保“嫦娥一号”顺利升空,西昌卫星发射中心对2号、3号发射塔都进行了数十项技术改造。目前,中心两个塔架均具备发射“嫦娥一号”的能力。

观景平台 屋顶用铁皮搭建

花800元钱,可在指定区域观看“嫦娥一号”发射盛况。记者昨日了解到,组织观看此次卫星发射的西昌金英旅行社已停止接收报名和预报名。昨日中午,记者来到该旅行社,工作人员正紧张地通知全国各地交纳订金的游客。

“我们通知这些游客于23日赶到西昌。”一名女性工作人员说。记者发现报名前去观看卫星发射的武汉游客寥寥数人。

据了解,金英旅行社受中国西昌卫星发射中心委托独家办理国内外游客参观手续。该旅行社开设了卫星基地旅游纪念品专卖店,成立了卫星基地讲解队。

记者还提前探访了“嫦娥奔月”观景平台。在工作人员带领下,记者看到“观景平台”为一栋四层楼房。

屋顶上用铁皮搭建了错落有致的两层“观景平台”。“卫星发射时,在这里就可以看到火箭扶摇升空的情形”,一名工作人员介绍。

站在楼上,远望正前方,隐约可以看到“嫦娥一号”发射架的雄姿。——这里距发射基地刚好4公里。


嫦娥一号”将利用上海造”激光眼”拍下首张中国版全月地形图

不论“嫦娥”奔月还是登月,首先要制作一张月球地图,这是每个制订探月计划国家的必答题,有望于本月下旬发射的“嫦娥一号”卫星也不例外。
记者昨天获悉,该星搭载上海科研人员自主研制的激光高度计,将承担我国首位“探月摄影师”之责,为世人拍下第一幅拥有较高精度的中国版全月地形图。
首只太空“激光眼”
作为“嫦娥一号”最重要的载荷之一,这台激光高度计的正样产品目前已装星。在上海可以见到其初样产品,“身长”30厘米,“体重”15公斤,看上去像是一台放在铁盒子里的摄像机,但它“拍”的东西可不是平面影像,而是三维立体的。令专家自豪的是,中科院上海技术物理研究所和上海光学精密机械研究所在以往科研基础上,仅用两年时间便按时交付这只“激光眼”,关键部件全部实现国产,整体水平达到国际先进,并即将成为我国首台发射进入太空的激光高度计。
激光拍照“掐秒表”
“激光眼”的制图形式非同一般,不是靠成像,而是靠“秒表”。激光高度计会向月球不断发射和接收反射回来的激光,并不断精确计时。“嫦娥一号”有了它,就好似向月亮表面一个接一个派出“光速短跑队员”,这些“运动员”一触到月面就即刻原路返回;激光高度计根据其“跑步”成绩,就能实时计算出其所跑距离,从而分辨出月面哪高、哪低,哪是山脉、哪是盆地,最终得到各处的实际海拔,合成为一幅带有月球高程的完整地形图。
按计划,在“嫦娥一号”进入环月阶段后,激光高度计便开始工作,不论月球表面是白天还是黑夜,也不论卫星处于正飞还是侧飞,都将长期开机,在200公里轨道高度上,每隔一秒发射一束激光。就这样,“嫦娥”像绕绒线球一样,围着月亮转了一圈又一圈,留下一个个激光“足印”,把月表状况统统扫描下来。
为后期着陆打基础
激光高度计技术不仅将为后期探月工程打基础,还将延伸至其它深空探测领域。美国科学家在第一代和第二代火星探测器上都采用了这种激光高度计,通过不同颜色来标定不同高度,火星地貌简洁形象地展现出来,这也为火星探测器选定最佳着陆点提供了极有价值的依据。
据透露,我国已开始着手火星和小行星探测论证,这类“激光眼”有望在其中发挥作用。(来源:激光之家http://www.laserhome.cn)

,“嫦娥1号”将在10月24日下午6时许发射升空。有关天文空间研究方面的专家也证实了这一说法。
据专家透露,卫星最佳发射时间的确定相当复杂,需对当地雷电、降水和云量等因素进行详细分析,并结合相关历史资料来判断。在航天、卫星发射、气象、天文等多个部门反复协商下,最终确定了最佳发射窗口为10月24日下午6时05分左右。
目前西昌卫星发射中心的准备工作紧张而有序,用于发射“嫦娥1号”的长征三号甲火箭已经吊装进3号塔的回转平台,而“嫦娥1号”也已经进入发射区3号发射塔静静矗立,蓝色的回转平台紧紧闭合,呈测试状态。西昌卫星发射中心测试发射、测量控制等五大系统科技人员,正在争分夺秒,精测细量,为确保“嫦娥1号”卫星顺利发射升空进行最后的准备,目前准备工作一切顺利。
据了解,为确保“嫦娥1号”顺利升空,西昌卫星发射中心对2号、3号发射塔都进行了数十项技术改造。目前,中心两个塔架均具备发射“嫦娥1号”的能力。有专家评价说,升级后的3号发射塔架已成为世界上最先进的发射塔架之一。数天之后,“嫦娥1号”将从85米高的3号发射塔起飞,奔往38万公里之外的月球。届时世界将再次瞩目中国。

嫦娥一号如果发生异常,可用激光摧毁

火箭里有的部件有两个或三个,允许一个或者两个零件是坏的,不影响整个火箭的正常工作。还有的设备是“双点双线的冗余”等。
另外,西昌卫星发射中心的技术人员还为火箭“减轻负担”(专业上称之为“降额设计”),采取双线设计,留有余量,保证线路安全。一般可以为设备降一半的负担。
据悉,西昌卫星发射中心自2003年以来,做了一些相关系统级的冗余,主要是控制系统的冗余。
记者了解到,火箭飞行时,有一个测量系统测量其位置、速度等。其计算机设备采用3个CPU的。据介绍,火箭包括控制系统 (类似转向等设备)、 结构系统(承载)、动力系统和测量系统。
异常运行超过安全范围 火箭将被击碎
当前,针对“嫦娥一号”的发射安全工作,已做到万无一失。在人员疏散方面,由当地*负责(本报曾作详细报道)。其他安全方面,由部队和科学家们负责。
不仅如此,“基地已做好应付最坏打算的技术准备,而且非常先进和成熟。”昨日,参加漫水湾“发射安全”会议的有关人士向记者透露:“针对火箭升空可能出现的万分之一可能性的两种故障情况,发射基地都做好了全力技术保障。”
一种情况是,长征三甲火箭在喷火起飞时,因某种不可预知的原因,突然停滞不动。一旦出现这种苗头,整个系统的应急预案就会快速启动,消除可能发生的所有危险。据称,该技术处于世界绝对领先地位,可完全防患于未然。
另一种情况是,当火箭正常点火升空后,在极短的时间内,突然出现轨道运行异常,而且,这种异常超越了安全范围。在此千钧一发之时,护卫火箭上天的激光等仪器,就会迅速发挥作用,瞄准核心目标,将其击碎,其碎片也必将落在疏散安全范围区内,不会对人畜造成任何伤亡。
参考资料:http://news.anhuinews.com/system/2007/10/21/001872934.shtml

热心网友 时间:2023-06-24 06:03

“嫦娥一号”(Chang'E1)卫星由中国空间技术研究院承担研制,以中国古代神话人物嫦娥命名,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。在初样研制阶段,有电性星和结构星这两颗初样卫星承担卫星测试工作。嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制,星体尺寸为2000毫米×1720毫米×2200毫米,并充分继承中国资源二号卫星、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品,进行适应性改造。所谓适应性改造就是在继承上的创新,突破一批关键技术。

北京时间2007年10月24日,探测器从西昌卫星发射中心成功发射。

11月26日,中国国家航天局正式公布嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像.

概况
嫦娥一号星体为一个2.22×米1.72米×2.2米的立方体,两侧各有一个太阳帆板,完全展开后最大跨度达18.1米,重2350千克,工作寿命一年。它将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。

该卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导,导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作,保证月球探测任务的顺利完成。星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验,其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务。

根据我国探月卫星工程的四大科学目标,在嫦娥一号上搭载了8种24台件科学探测仪器,重130千克,即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪。

航天专家介绍,电性星的试验主要是用于一些带有电子性能的设备的综合测试,结构星的试验主要是要考核结构设计的合理性,和整星上温度控制设计的合理性。目前,这两颗初样星的结构制造已经完成,将在年底以前开始整星测试。在这个基础上,再进行“嫦娥一号”正样卫星的研制。据介绍,整个初样测试阶段持续到2007年6月份,随后将进入卫星正样星的研制阶段。

为了保证完成月球探测工程任务,科研人员对承担卫星发射任务的长三甲火箭进行了41项可靠性的设计工作,以提高其运载可靠性。

嫦娥一号是我国的首颗绕月人造卫星。以中国古代神话人物嫦娥命名,已于2007年10月24日18时05分(UTC+8时)左右在西昌卫星发射中心升空,整个“奔月”过程大概需要8-9天。预计卫星的总重量为2350千克左右,寿命大于1年。该卫星的主要探测目标是:获取月球表面的三维立体影像;分析月球表面有用元素的含量和物质类型的分布特点;探测月壤厚度和地球至月亮的空间环境。

技术难点
1、轨道设计与飞行程序控制问题
2、卫星姿态控制的三矢量控制问题
3、卫星环境适应性设计
4、远距离测控与通信问题

“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。“嫦娥一号”月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制,科研人员对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。

“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。卫星发射后,将用8天至9天时间完成调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行,执行科学探测任务。它将完成四大科学任务,首要目的便是为月球“画像”,也就是要通过各种手段获取月球表面影像和立体图像。此外,还要分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月壤厚度以及地月空间环境。

专家介绍,嫦娥一号卫星两米见方,太阳翼展开后,最长可达18米,起飞重量为2350公斤,卫星需要10-12天可以飞到月球附近。嫦娥一号设计寿命为一年,执行任务后将不再返回地球。

计划准备
探月计划酝酿10年

我国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究,

1996年完成了探月卫星的技术方案研究,

1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作。

测试

中国探月计划第一颗卫星“嫦娥一号”的有效载荷正样系统正在进行最后联试,以确保科学探测设备将来在太空正常工作。

“嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试工作由中国科学院空间科学与应用研究中心负责。有效载荷总指挥、中科院空间中心主任吴季16日在接受采访时说:“在有效载荷正样系统联试的最后阶段,各研制人员应继续保持严慎细实的工作态度,按质量要求完成正样联试,确保有效载荷设备顺利交付和工程任务*完成。”

卫星有效载荷因不同的航天任务而异,在现阶段主要是进行科学探测的仪器和科学实验的设备。“嫦娥一号”卫星有效载荷将包括微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等。

据了解,微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测,这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测。空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成,将探测地月和近月的空间环境参数。

“嫦娥一号”于2007年发射,而后围绕月球进行一年的探测。

中国的探月计划经过长期准备、10年论证,于2004年1月正式立项,被称作“嫦娥工程”。该工程目前主要集中在绕月探测、月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布调查、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。

卫星发射
“嫦娥一号”卫星发射后首先将被送入一个地球同步椭圆轨道,这一轨道离地面最近距离为200公里,最远为5.1万公里,探月卫星将用16小时环绕此轨道一圈后,通过加速再进入一个更大的椭圆轨道,距离地面最近距离为500公里,最远为12.8万公里,需要48小时才能环绕一圈。此后,探测卫星不断加速,开始“奔向”月球,大概经过114小时的飞行,在快要到达月球时,依靠控制火箭的反向助推减速。在被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月球表面200公里高度的极月圆轨道绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作。

卫星奔月总共需时114个小时,距离地球接近38.44万公里。而过去,中国发射的卫星距离地面一般都在3.58万公里左右,二者几乎相差了10倍。

“嫦娥一号”发射倒计时

36小时:部分系统进行最后“体检”。

12小时:进入发射前功能检查状态。

8小时:进入发射程序,各系统进行辅助准备。

7小时:加注液氧。

5.5小时:加注液氢。

2小时:进入射前系统。地面开始给系统加电,同时各种口令也在这时开始下发。

40分钟:3号塔架回转平台开始展开。

15分钟:最后一批人员撤离。

90秒:转电。从地面给系统供电,变为系统内部电池供电。

60秒:从塔架后伸向前塔的橘*电缆摆杆此时摆开,准备为火箭点火、发射。

40秒:01号指挥员开始报告倒计时。

30秒:牵动。是过去发射系统的专有命令,尽管现在已经不再使用有关系统,但这一程序沿用至今。

10秒:点火倒计时。

0秒:点火。

日志

2007年10月24日18时05分04.602秒成功发射升空!

18:07火箭一二级分离

18:09整流罩分离火箭飞出大气层

18:10火箭二*分离

18:15火箭*发动机一次关机星箭结合体进入滑行阶段

18:25卫星进入初始地球轨道

18:26*火箭二次点火

18:28*火箭发动机二次关闭

18:29星箭分离卫星进入近地点205公里,远地点50930公里,周期16小时的超地球同步轨道。

18:36卫星指控转入北京航天飞行控制中心

18:59卫星太阳帆板打开

10月24日19时15分确定发射成功!

10月25日17时55分完成第一次变轨!指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨*成功。这次变轨表明,嫦娥一号卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。这次变轨是嫦娥一号卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的。

10月26日17时44分,远望三号船消息,嫦娥一号卫星成功实施第二次变轨!这是卫星的第一次近地点变轨。

嫦娥一号卫星第二次变轨后,将进入24小时周期轨道。远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。

10月29日第二次近地点变轨,卫星远地点高度由7万余公里提高到12万余公里,开创了我国最远航天测控的新纪录。进入绕地飞行48小时周期轨道。北京时间10月29日18时01分39秒,远望三号测量船传来消息,卫星第三次变轨成功!

10月31日17时28分,嫦娥一号卫星成功实施第三次近地点变轨,顺利进入地月转移轨道,开始飞向月球。卫星远地点高度由12万余公里提高到37万余公里,进入114小时地月转移轨道。这也是卫星入轨后的第四次变轨。北京时间17时15分,嫦娥一号卫星接到指令,发动机工作784秒后,正常关机。北京飞控中心对各项测量数据的计算表明,卫星变轨成功!由绕地飞行轨道顺利进入地月转移轨道。

11月2日上午10时33分,嫦娥一号卫星成功实施了首次轨道中途修正。10时25分,嫦娥一号卫星按照指令要求,星上装载的两个小推力发动机点火成功,对卫星飞行航向实施修正。10时33分,发动机关机,卫星首次轨道修正完成。(后取消)

11月5日11时15分,嫦娥一号卫星主发动机点火,第一次近月制动开始,嫦娥近月制动将持续22分钟。11时37分,嫦娥一号卫星主发动机关机,第一次近月制动结束。到达距离月球420公里,第一次近月制动进入12小时月球轨道。

11月6日第二次近月制动进入近月点200公里,远月点1700公里,周期为3.5小时的轨道,运行3圈。

11月7日8时24分,第三次近月制动开始,这次近月制动将持续10分钟。8时34分成功完成第三次近月制动,卫星进入周期为127分钟,高度200公里的极月圆形环月工作轨道,开始工作,向地面传回30首歌曲。

11月26日,中国国家航天局正式公布嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像。这幅月面图像位于月表东经83度到东经57度,南纬70度到南纬54度。图幅宽约280公里,长约460公里。

变轨
重要性
24日18时29分,星箭成功分离之后,嫦娥一号卫星进入近地点为205公里,远地点为50930公里,周期为16小时的超地球同步轨道。卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后,预计于25日下午进行第一次变轨。变轨后,卫星轨道近地点将抬高到离地球约600公里的地方。卫星和运载火箭分离后,需要4次变轨,才能逐步加速到地月转移轨道的入口速度。每次近地点加速的时间只有短短的几分钟,必须在短时间内及时向卫星发出指令,而卫星发动机必须精确响应,否则卫星就有可能飞向别的方向。

地点
25日17时55分,北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星实施首次变轨控制并获得成功。这次变轨是在卫星运行到远地点时实施的,而此后将要进行的3次变轨均在近地点实施。为什么首次变轨选择在远地点进行?

北京跟踪通信与技术研究所的张波是探月工程测控系统的主任设计师,曾参与完成了嫦娥一号卫星测控通信方案的总体设计任务。他说,在对卫星的运行轨道实施变轨控制时,一般选择在近地点和远地点完成,这样做可以最大限度地节省卫星上所携带的燃料。嫦娥一号卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施,是为了抬高卫星近地点的轨道高度。

“只有在远地点变轨才能抬高近地点的轨道高度。”张波说,“同样的道理,要改变远地点的高度就需要在近地点实施变轨。第一次变轨我们把卫星近地点的高度抬高后,就会增加布置在近地点附近测量船的跟踪测控时间,有利于监视变轨过程。因为,卫星离地面越高,测控站、船跟踪测控的时间就会越长,这就为以后要进行的3次近地点变轨打下坚实的基础”。

张波介绍说,按照测控方案安排,10月26日将对嫦娥一号卫星实施第一次近地点变轨。变轨后,卫星将进入远地点为71400千米、周期为24小时的运行轨道。第二次近地点变轨后,卫星将进入远地点为121700千米、周期为48小时的绕地运行轨道。第三次近地点变轨时,卫星将进入地月转移轨道,踏上长达5天的奔月征途。

根据开普勒关于行星运动的三大定律的第一定律:所有行星的运动轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点。在以太阳S为极点、近日点方向SP为极轴的极坐标中,行星相对于太阳的运动轨迹为椭圆PP1P2P'1P',PSP'=2a表示椭圆的长径。这个定律也适用于卫星系统。既然是椭圆轨道,当然就有离的最近的和离的最远的地方啦,所以,环绕地球飞行的飞行物,在椭圆的轨道上(离地球)最远的就是远地点,最近的就是近地点。

脱离地球
“嫦娥一号”卫星在发射升空后要先围绕地球用5天的时间转5圈,第一个阶段是绕3圈,每圈16小时,第二阶段是用24小时绕一圈,第3个阶段是用48小时绕一圈。

火箭把卫星送入轨道约一天后,地面注入指令,卫星主发动机点火实施变轨,将近地点抬高到约600公里,让卫星经过测控站上方时速度相对减少,便于后续控制。第二、三、四次点火实施变轨,让卫星不断加速:这3次变轨目的都是加速,每变轨一次,卫星的速度就增加一点,通过3次累积,卫星加速到10.916公里/秒以上的进入地月转移轨道的最低速度,向月球飞去。

十大关节点
10月24日18时05分,在西昌这个被称为“月亮女儿的故乡”的地方,长征三号甲运载火箭托举着嫦娥一号卫星顺利升空——“嫦娥”就这样开始了奔月之旅。

在嫦娥一号卫星飞向38万公里外月球的漫长旅途中,需要进行一系列高度复杂又充满风险的动作。

“如果从卫星发射到最后数据分析过程的10个关键环节都能顺利完成,那么我国首次绕月探测就*成功了。”中国绕月探测工程总指挥栾恩杰在接受新华社记者采访时说。

那么,这10个关节点所指的是什么呢?

关节点一:发射

将嫦娥一号卫星送上太空的,是被誉为“金牌火箭”的长征三号甲运载火箭。

综观人类探月史,美国和苏联在20世纪的探月活动,因运载火箭故障造成的探测失利占了很大比重。因此,运载火箭的高可靠性,是确保探月成功的必要前提。

这次发射是长征三号甲运载火箭的第15次发射,迄今这一型号火箭的发射成功率为100%。此前,长征三号甲运载火箭与应用广泛的东方红3号卫星平台曾多次“联姻”,每次都取得*成功,用这样一个“大力士”来托举在东方红三号卫星平台上研制而成的嫦娥一号卫星,再合适不过了。

在我国现有的3个航天发射场中,只有西昌卫星发射中心具备发射长征三号甲等大推力火箭的能力,而且这里纬度低、海拔高、气候宜人、交通便利,是发射各类地球同步轨道卫星的理想场所。

关节点二:入轨

卫星能否准确进入预定轨道,是判断发射是否成功的重要标志。

长征三号甲运载火箭在发射嫦娥一号卫星时,通过第一、二级和第*的第一次点火,先将卫星送入近地轨道,并在近地轨道滑行飞行一段时间。

在火箭起飞的第1249秒,*火箭第二次点火;第1373秒,*火箭二次点火发动机关机。第1473秒,星箭分离成功,嫦娥一号卫星进入近地点约200千米、远地点约51000千米、运行时间为16小时的大椭圆轨道,成为一颗绕地球飞行的卫星。

关节点三:变轨

当嫦娥一号卫星在16小时轨道飞行一圈半后,10月25日下午,地面注入指令,卫星上推力为50牛顿的调姿发动机开始点火,约4分钟后,推力为490牛顿的主发动机点火实施变轨,将卫星轨道近地点抬高到离地球约600公里的地方。

10月26日下午,当卫星再次到达近地点时,卫星主发动机再次打开,巨大的推力使卫星上升到24小时轨道。

在24小时轨道上运行3圈后,卫星上的主发动机第三次点火,实施第二次近地点变轨,嫦娥一号卫星进入48小时轨道。这一时刻大约发生在10月29日。

这几次变轨都是通过卫星上的发动机使卫星加速。从理论上讲一次变轨就可以实现,但为了充分利用燃料,同时也为了方便地面控制,科学家把变轨逐步分解。

关节点四:奔月

在3条大椭圆轨道上经过7天“热身”后,嫦娥一号卫星将正式奔月。

10月31日,当卫星再一次抵达近地点时,主发动机打开,卫星的速度在短短几分钟之内提高到10.916千米/秒以上,进入地月转移轨道,真正开始了从地球向月球的飞越。

嫦娥一号卫星选择这样的奔月方式,有着3方面的优点:一是可以确保重力损耗控制在5%以下;二是将几次近地点机动安排在同一地区,有利于地面监测;三是安排了24小时轨道,可以比较方便地解决发射日期延后的问题。

关节点五:修正

在地月转移轨道,也就是从地球轨道到月球轨道的这段距离,嫦娥一号卫星需要飞行约114个小时。

在人类探月活动的历史上,曾多次发生探测器未能实现月球的捕获而丢失在星际间的事故,这大多是由于飞行过程中卫星姿态和速度控制不精确造成的。如果卫星在地月转移轨道近地点有1米/秒的速度误差或1千米的高度误差,飞到月球附近时都将产生几千千米的位置误差。

在高速飞行的过程中,嫦娥一号卫星必须在地面的指令下进行中途轨道修正。一般来讲,至少需要进行两次修正,第一次是在进入地月转移轨道的一天之内,第二次是在到达月球的前一天内。这些指令,都是由设在北京的航天飞行控制中心发出的。

关节点六:制动

11月5日前后,当嫦娥一号卫星到达距月球200千米位置时,需要进行减速制动,也就是“刹车”。只有这样,才能被月球引力捕获,成为绕月飞行的卫星。

这是实现绕月飞行的一个重要步骤:“刹车”晚了,卫星就要撞到月球上去;而“刹车”早了,则会飘向太空。“刹车”是否成功,关键取决于卫星当时的位置和速度矢量是否正确。经过多次复核、复算,我国科学家已经突破了这一技术难题。

关节点七:绕月

嫦娥一号卫星的第一次近月制动,将发生在11月5日11时25分,从地月转移轨道进入12小时月球轨道。从这一刻起,嫦娥一号卫星成为真正的绕月卫星。

11月6日前后,嫦娥一号卫星进行第二次近月制动,速度进一步降低,卫星进入3.5小时轨道,并在这个轨道上运行7圈。

11月7日前后,嫦娥一号卫星进行第三次近月制动,进入127分钟月球极月轨道。这是卫星绕月飞行的工作轨道。这个轨道为圆形,离月球表面200千米。

这时的嫦娥一号卫星,将向地面传回经过公众投票选出的30首歌曲。

关节点八:探测

建立月球工作轨道后,嫦娥一号卫星携带的“8种武器”将开始大显身手,为完成4大科学目标展开紧张而忙碌的工作。

如果不出意外,卫星所携带的CCD立体相机在11月下旬就可以传回第一张月球照片,这是绕月成功的重要标志。

干涉成像光谱仪、激光高度计、CCD立体相机将共同完成第一个科学目标,即获取月球表面三维立体影像;γ射线谱仪、X射线谱仪将携手对月球表面有用元素及物质类型的含量和分布进行辨析。

首次被应用到月球探测中的微波探测仪,将对月壤厚度和氦-3资源量展开探测;而由太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器组成的空间环境探测系统,将通过不间断地捕捉质子、电子和离子,对4万到40万千米范围的“地—月”空间环境展开探测。

关节点九:传输

按照科学家的通俗说法,这次为“嫦娥”买的是“单程票”。那么,一去不复返的嫦娥一号卫星,如何从38万千米外将探测数据传回地球?

嫦娥一号卫星携带的传输天线有两部:一部是定向天线,方向始终对着地球上的接收天线;一部是全向天线,也就是没有固定方向的天线。

巨大的空间衰减、时间延迟,使得地面接收月球探测数据的技术难度大大增加。地面应用系统为此专门建造了两座被称为射电望远镜的大口径天线:一座在北京密云,天线口径达50米;一座在云南昆明,口径达40米。

两座大口径天线像一双巨大的眼睛,时刻注视着嫦娥一号卫星的一举一动,把卫星传输来的信息全部收集起来。

关节点十:研究

嫦娥一号卫星历经千难万险获得的数据十分珍贵。能否充分利用好这些数据,将决定着探月活动价值的高低。

传到地面的数据将被送到设在北京的地面应用系统总部,进行预处理。完成预处理的数据,将由地面应用系统组织更多的科学家和技术人员进行进一步的研究和处理,得出最新的研究成果或科学发现。

国家航天局宣布,嫦娥一号卫星获得的许多数据将完全公开,供全世界的科学家研究分享。土生土长的中国“嫦娥”,将为人类的航天事业作出自己的贡献。

热心网友 时间:2023-06-24 06:03

中国第一颗探月卫星嫦娥1号目前正按计划进行研制。卫星各关键技术已获得突破性进展,初样星的研制工作进展顺利。它将在未来两年内用长征3号甲运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空。对于这次世人瞩目的探月行动,业内权威杂志《中国航天》刊载长文,对这次浪漫新奇之旅进行了全方位的解读。

科学与工程目标

中国探月卫星工程有四大科学目标:

一是获取月球表面三维立体影像,从而划分月球表面的基本地貌和构造单元,初步编制月球地质与构造纲要图,为后续优选软着陆区提供参考依据。目前世界上还没有覆盖整个月面的影像;中国如能获取全月面三维影像,对于更好地了解月球的地质构造和演化历史有着重要的意义。中国将争取比国外已有的此类图像做得更完整、更精细。

二是分析月面有用元素含量和物质类型的分布特点,即对月面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布图。美国已做了5种有用元素的全球性分布与含量,嫦娥1号将探测月面钛和铁等14种可能有开发利用前景的重要元素的分布特点和规律。

三是探测月壤特性。中国将首次开展月面的微波辐射探测,获取月壤厚度的全月分布特征,研究月表年龄及演化,估算月壤中氦3的分布和资源量。目前月球上已知矿物有100多种,其中有5种连地球上都没有。尤其是氦3。它是一种安全、高效、清洁的新型核聚变燃料,可改变人类社会的能源结构,但在地球上十分罕见。每100吨氦3原料足可以解决全球一年的电力供应,而月球上的氦3储量据估算有500万吨,可满足人类1万年以上的供电需求。每克黄金价值11美元,而每克氦3是400美元。月球潜在矿产资源和能源的开发利用前景,已成为各主要航天国家组织重返月球和开展月球探测的最主要动力。

四是探测地月空间环境,将记录原始太阳风数据,研究太阳活动对地月空间环境的影响。

上述前三项工作国外还未曾进行过,第四项为中国首次在地球静止轨道以外获取空间环境数据。

中国探月卫星工程还有五大工程目标:一是研制和发射中国第一颗探月卫星;二是初步掌握绕月探测基本技术;三是首次开展月球科学探测;四是初步构建月球探测航天工程系统;五是为月球探测后续工程积累经验。为此要突破月球探测卫星的关键技术;初步建立中国的深空探测工程大系统;验证有效载荷和数据解译等各项关键技术;初步建立中国深空探测技术研制体系;培养相应的人才队伍。

工程计划表

据透露,嫦娥1号工程于2004年9月以前完成工程总体和各系统的详细方案设计;2005年底完成探月卫星初样产品研制和相关试验;2006年10月前完成探月卫星正样产品的设计、研制、总装、测试和各项试验,完成运载火箭正样投产任务,完成测控和发射场系统技术改造和调试任务,完成地面应用系统组装和调试任务;力争2006年12月发射升空。

嫦娥1号卫星方案具有较好的继承性,设计的功能和技术性能指标满足任务要求;卫星总体与各分系统之间、卫星与各大系统之间接口要求明确,大型试验项目安排及试验方案合理可行;研制技术流程完整,计划流程合理可行;卫星进行了可靠性和安全性设计,可靠性关键项目明确,测试覆盖性分析的项目完整,因此已转入初样阶段的研制工作。

嫦娥1号卫星按方案完成初样试制后,将进入初样试验阶段。初样产品将对设计、工艺和方案进行实态验证,进一步完善方案,为飞行试验产品研制提供全面、准确的依据,为发射星奠定技术基础。

在工程的具体实施上,嫦娥1号工程系统由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成。

日趋稳定的平台

众所周知,人造卫星由卫星平台与有效载荷两部分组成。嫦娥1号也不例外。

该探月卫星的平台以中国已成熟的东方红3号卫星平台为基础进行研制,并充分继承中国资源2号卫星和“中巴地球资源卫星”等的现有成熟技术和产品,进行适应性改造。所谓适应性改造就是在继承基础上的创新,包括突破一批关键技术,例如三维定向技术,即使卫星的太阳能电池板、探测头和传输信息的天线分别时刻对准太阳、月亮和地球。这样一个三维控制系统过去是没有的,技术难度相当高。另外,在地球、月球和卫星三者间进行探月卫星的轨道设计和紫外月平仪的研制等也都需要开展技术攻关。

选用东方红3号卫星平台主要是由于它的高度可靠性。自该卫星平台1997年5月首次投入使用后,中国已用其研制并发*“北斗”等至少6颗卫星。该卫星平台采用了许多较先进的技术,如全三轴稳定、统一双组元液体推进、公用平台设计、大面积密栅太阳电池阵和高强度轻重量碳纤维多层复合材料等。不过,嫦娥1号的卫星平台比一般人造地球卫星在轨道,测控,制导、导航与控制系统和热控分系统等方面都有自己的独特之处。

目前,中国航天器所到达的距地球最远距离约为7万千米(2003年12月30日发射的探测1号卫星)。而要实现月球探测,须使航天器飞出地球引力场,进入到38万千米远的空间。由于月球以及月球与地球、太阳的相对关系具有其固有的特点,因此嫦娥1号卫星与一般的地球卫星有很大不同,研制并发射月球探测卫星要解决轨道设计,制导、导航与控制(包括对月姿态确定技术),测控与数据传输,星上热控和电源分系统设计等关键技术问题。

预计卫星总重2350千克,本体尺寸2000毫米×1720毫米×2200毫米,采用三轴稳定姿态控制,对月定向工作。卫星在轨运行寿命大于1年。
任务决定载荷

根据中国探月卫星工程的四大科学目标,嫦娥1号选用的有效载荷有6套24件,包括CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、伽马/X射线谱仪、微波探测仪和太阳风粒子探测器等。其中CCD立体相机是拍摄全月面三维影像的专用相机,在中国属首次使用;成像光谱仪用于获取月面光波图谱;伽马/X射线谱仪用于探测月球表面元素;微波探测仪除用于获取月壤厚度信息外,还能给出月球背面的亮度温度图和月球两极地面的信息。

由激光器、望远镜和接收电路三部分组成的激光高度计,由中科院上海技术物理研究所研制。它在探月卫星的发射阶段和转移阶段都处在“睡眠状态”。卫星进入环月轨道后,激光高度计首先向月面发射激光束,并立刻用望远镜把反射回来的光束变成电信号;接着,接收电路盒将迅速进行精确计算,用最短时间得出该探测点的月球海拔高度。激光高度计完成绕月旅行,月面每个探测点的海拔高度就一清二楚了。这些数值一旦与CCD立体相机拍摄的平面图像相叠加,就是一幅完整而精确的月面三维地形图。只要激光高度计发射的探测点足够密,就能获得覆盖整个月球的地形图,包括人类探月活动从未涉及的月球两极区域。

据探月专家介绍,美国、欧空局、俄罗斯和日本等以前从未在探月过程中使用过可以全天候、全天时工作和具有一定穿透能力的微波遥感技术,所以嫦娥1号上的微波探测仪是世界上首次在探月卫星上装载微波遥感装置,用以实现对月面更为细致深入的探测,并将对所发回的数据进行反演和解析。不过,由于月球远离地球,对月球进行微波遥感探测有很大的技术难度和一定的风险。为确保探测成功和能稳定地发回数据,现正加强对月球微波遥感的地面仿真研究,在借鉴以往经验的基础上做相应的技术改进。

嫦娥1号有效载荷共重130千克。早在2004年1月7日,所有24件仪器就完成了首轮联合测试,结果相当成功。测试表明,探测仪器设计中的一些关键技术问题已基本攻克,并解决了设备间的接*术。全部探测仪器于2004年9月交付,并与卫星平台一起进行噪声、振动、辐射和真空等各种空间环境的模拟测试。

使用成熟的火箭

按照计划,长征3号甲被选为月球探测卫星的运载火箭,发射场选在西昌卫星发射中心,但要进行必要的适应性改造。

根据设计,嫦娥1号的运行轨道近地点为200千米,远地点为51000千米,属于大椭圆轨道。火箭必须精确地将探测器送入预定轨道,才能准确完成预定探测任务。为满足探月卫星的特殊要求,长征3号甲火箭控制系统增加了单机和线路备份,确保飞行过程中不出现任何偏差,万无一失。
选择长征3号甲主要考虑到它是长征系列火箭家族中发射成功率最高的成员之一。该火箭拥有更灵活而先进的控制系统,可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。它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它轨道有效载荷的发射,也可进行一箭双星或多星发射。

目前执行发射任务的长征3号甲火箭已进入试样研制阶段,部分组件和箭体已开始投产。但由于月球探测器尚处于初样设计阶段,今后研制人员还将根随着探测器研制的深入,逐步对火箭设计进行适应性修改,预计将于两年后出厂。

嫦娥1号发射时间的选择要考虑到光照、太阳入射角、测控条件和轨道*等因素。发射后,卫星将用8~9天时间完成调相轨道段、地-月转移轨道段和环月轨道段飞行。在经过发射、飞行和进入预定轨道等程序后,如何将探测数据传回地面,是工程的技术难题。

嫦娥1号工程副总设计师龙乐豪说,通俗一点讲,该工程有三大目标,即“到得了”、“转得起”和“传得到”。嫦娥1号从起飞到进入目标轨道将多次经过中国上空。如地理位置和天气条件允许,人们有可能用肉眼观测到现代“嫦娥奔月”的情景。

测控和应用系统

由于旅途遥远,所以测控系统尤为重要。测控系统将以中国现有的S频段航天测控网为主,辅以甚长基线干涉仪天文测量系统组成,并进行必要的适应性改造。

嫦娥1号卫星不仅需要对月球进行全天候的观测,还需要把太阳能电池板始终对准太阳,同时又要把传送天线对准地球。目前,中国在上海佘山和乌鲁木齐分别拥有一个直径25米的天线,但它们只能有4~6小时可用来接收星上信息。为了嫦娥1号计划的顺利实施,中国将分别在北京和昆明设一个直径50米(国内最大)和一个直径40米的天线。这样在我们的国土上,可用4个天线交叉干涉,对近40万千米远的嫦娥1号进行测控,并为应对外界干扰因素和意外因素留有应急的能量。

地面应用系统包括月球探测卫星运行管理中心、数据接收中心以及科学数据处理和研究中心三个部分

热心网友 时间:2023-06-24 06:04

中新网12月12日电 中国首次月球探测工程成功庆祝大会今天上午在北京人民大会堂隆重举行。现对“嫦娥一号”发射升空后的一些重大进展作一简要回顾。

2007年10月24日18:05,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功发射中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”。详情

10月24日18:30,北京中心成功将“嫦娥一号”卫星近地点从200公里抬升到600公里,顺利完成了第一次变轨控制。详情

热心网友 时间:2023-06-24 06:04

据香港《文汇报》报道,中国首颗探月卫星“嫦娥一号”成功进行科学探测,“嫦娥”未来将如何谢幕是外界关注焦点。官方权威人士透露,对于“嫦娥一号”的未来,大体可分成两种思路。一是“嫦娥”完成既定探测目标后,从距月球200公里轨道转为100公里、50公里轨道进行更细致探测,最后进行主动撞月以分析月表成份。二是“嫦娥”离开月球轨道,飞向更远的太空,对银河系其它行星进行探测。

报道称,中国航天界普遍认为,嫦娥一号卫星在发射、变轨、测控、探测、传送数据等各个方面均表现良好,“非常完美”是专家们对嫦娥一号的评语。

轨道修正仅实施1次

据透露,嫦娥一号顺利升空,状态良好超出预期,绕地飞行原计划进行的3次轨道修正仅实施1次,节省的大量燃料能令卫星飞行时间延长两年。卫星承载的科学仪器同样表现优异,嫦娥一号很可能在预定时间之前完成科学探测目标。

主动撞月为另一种可能

中国航天科技集团公司下属的513所所长宋黎定日前透露,嫦娥一号完成任务后,若能源储存足够,即太阳能帆板状态始终保持良好,可能飞得更远,或将开展火星之旅,或将转移轨道在月球、地球、火星、太阳四个星球中飞行。

报道称,权威人士并未否认这一说法,但他表示,嫦娥一号飞向遥远的火星,是否有充足的燃料支持是最大问题。从目前中国科技能力看,控制卫星从月球轨道飞往其它行星并非难事。至于届时嫦娥是否将围绕月球、地球、火星、太阳轨道飞行,这需要日后观察才可决定。

嫦娥一号另外的谢幕方式,就是外界较熟悉的主动撞月。权威人士表示,完成探测任务后,嫦娥可能转换环月轨道。可以从200公里环月轨道转换为100公里、50公里轨道,对月球进行更细致的探测,随后再进行撞月。他认为,这也是探测月球土壤很好的方式之一。 (刘凝哲)
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