嫦娥一号：让月球不再遥远

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嫦娥一号：让月球不再遥远

(2007-10-23 20:04)

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南山站25米天线

远望号测量船

运行管理分系统的运控大厅

　　整理/李黎峰

　　随着中国绕月探测工程运行的步伐铿锵临近，集千宠于一身、凝聚着中华民族千年梦想和希望的“嫦娥一号”绕月卫星即将告别地球，飞向距离我们38万千米外的月球，在绕月轨道上展开为期1年左右的对月探测活动。

　　当然，这次“嫦娥一号”的出访并不是单兵作战，它将与身后的运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面应用系统一起组成绕月探测工程五大系统，既分工又合作地共同完成地球总部赋予的绕月探测任务，让这个距离地球38万千米的月球从此在世人的心目中不再遥远、神秘！

　　链接：“嫦娥一号”所要完成的探测任务(亦称为四大科学目标)

　　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38万千米，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等。

　　卫星系统：“嫦娥一号”奉命探月

　　对于我国正在实施的绕月探测工程，最受人们关注的热点就是飞往月球的使者——“嫦娥一号”月球探测卫星。因为此前，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“探测一号”卫星)。而要实现月球探测，“嫦娥一号”必须飞出地球引力场，进入到38万千米外的空间。同时，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“嫦娥一号”与一般的地球卫星有很大不同，研制并发射它要解决轨道设计，制导、导航与控制(GNC)，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。

　　综合各方面的因素，专家研制的“嫦娥一号”以如此身份出现在大家的眼里：外形呈立方体，体重2350千克左右，体积2000毫米×1720毫米×2200毫米，两大太阳能电池板分布在两则，最大跨度达18.1米，采用三轴稳定姿态控制，数据储存传输总量为39Gbit/24h，它的在轨运行寿命超过一年。

　　“嫦娥一号”还根据探测任务的要求将自己分为卫星平台和有效载荷两大部分。

　　它选用“东方红”3号卫星平台作为基本平台，但是又根据月球探测任务需要进行了技术改进。改进后的卫星平台包括GNC(制导、导航与控制)分系统、推进分系统、结构分系统、电源分系统、热控分系统、数据管理分系统和测控数传分系统。选用“东方红”3号卫星平台主要是由于它的高度可靠性，它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。

　　资讯：“东方红”3号卫星资料

　　“东方红”3号卫星是中国新一代通信卫星，主要用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业务。

　　它具有国际同类卫星(中型容量)的先进水平，于1997年5月12日由“长征三号甲”运载火箭发射升空，并准确进入倾角28.4°，周期10小时39分，近地点为207km，远地点为36194km的大椭圆转移轨道。按预定飞行程序，在地面测控系统的测控管理下，卫星先后完成进入OBC太阳搜索模式；南北太阳电池阵展开；通信天线的展开；远地点变轨发动机经过第三次点火变轨，卫星进入准静止轨道，并完成定点捕获；5月20日16时卫星成功的定点于东经125°赤道上空。

　　“嫦娥一号”选用的有效载荷包括CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、伽玛/X射线谱仪、微波探测仪和空间环境探测仪(包括太阳高能粒子探测器和低能离子探测器)等。

　　CCD相机和激光高度计共同承担月球表面三维影像探测任务。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；激光高度计用于探测月球海拔高度，当它完成绕月旅行，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。

　　成像光谱仪、伽玛/ X射线谱仪共同承担月表化学元素与物质探测任务。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，两种仪器所获得的数据结合起来，就可以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；

　　微波探测仪承担月壤厚度探测任务。这次“嫦娥一号”身上携带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。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。

　　空间环境探测仪进行地月空间环境探测。太阳高能粒子探测器负责捕获太阳宇宙线高能粒子如质子、重离子和电子等；而低能离子探测器则负责捕获太阳风中的低能离子体，并以此为基础研究地月空间环境。

　　链接：“嫦娥一号”随身携带的歌曲：

　　“嫦娥一号”为了让大家能够在地球上能够听到它的“脚步”声，特意携带了30首由公众投票选取的歌曲进行播放。这30首曲目是《谁不说俺家乡好》、《爱我中华》、《歌唱祖国》、《梁山伯与祝英台》、《我的祖国》、《走进新时代》、《二泉映月》、《黄河颂》、《青藏高原》、《长江之歌》、《在希望的田野上》、《春天的故事》、《七子之歌》、《我的中国心》、《高山流水》、《草原上升起不落的太阳》、《阿里山姑娘》、《贵妃醉酒》选段、《难忘今宵》、《歌声与微笑》、《春节序曲》、《半个月亮爬上来》、《游园惊梦》选段、《富饶辽阔的阿拉善》、《良宵》、《十二木卡姆选曲》、《东方之珠》、《在那遥远的地方》、《我是中国人》、《但愿人长久》。此外，还有两首特别歌曲：我国的国歌《义勇军进行曲》和曾由我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在太空奏响的乐曲《东方红》。到时候，地球上的我们只要将收音机调到合适的频道，就可以收听到。

(肖平摘自航天员杂志)