探月計畫

探月計畫

我國的探月計畫"嫦娥工程"是從2004年啓動的,分為繞、落、回三個階段。而發射的嫦娥一號衛星就是要進行其中的第一步--繞月飛行。

  • 中文名稱
    探月計畫
  • 目的
    重返月球,開發月球資源
  • 獲取工具
    CCD相機、雷射高度計
  • 探月地區
    歐洲 美國 俄羅斯 印度 日本
  • 主要方式
    獲取月球表面三維影像
  • 探月成熟
    建立月球基地

​概述

發射人造地球衛星、載人航天和深空探測是人類航天活動的三大領域。重返月球,開發月球資源,建立月球基地已成為世界航天活動的必然趨勢和競爭熱點。開展月球探測工作是我國邁出航天深空探測第一步的重大舉措。實現月球探測將是我國航天深空探測零的突破。月球已成為未來航天大國爭奪戰略資源的焦點。

月球具有可供人類開發和利用的各種獨特資源,月球上特有的礦產和能源,是對地球資源的重要補充和儲備,將對人類社會的可持續發展產生深遠影響。中國探月是我國自主對月球的探索和觀察,又叫做嫦娥工程。 國務院正式批準繞月探測工程立項後,繞月探測工程領導小組將工程命名為"嫦娥工程"、將第一顆繞月衛星命名為"嫦娥一號"。"嫦娥一號"衛星由中國空間技術研究院承擔研製,主要用于獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關物質元素的分布特點、探測月壤厚度、探測地月空間環境等。

探月計畫解讀

嫦娥工程

按照計畫,嫦娥一號衛星在距離月球表面200公裏的規道上繞月飛行一年左右時間,主要任務是為月球拍攝三維立體影像圖,探測月球表面14種有用元素的分布、地球到月球之間空間環境變化等。繞月飛行過程中,為嫦娥一號提供能源,對衛星姿態進行控製等將是東方紅三號平台。

嫦娥一號

嫦娥一號衛星總重量2350公斤,配有雷射高度計、微波探測儀、空間環境探測儀等6類有效載荷,25個設備。衛星的壽命為一年,一年後如果還有燃料,衛星還可以從距離月球200公裏規道上,變軌道100公裏,更近距離的拍攝月球的照片。繞月飛行完成後,2007到2012年,嫦娥工程將進入落月階段,將向月球發射一個軟著陸器,並攜帶一個月球車,在著陸區附近進行現場探測。2012到2017年,將進入回收階段,目標是發射無人探測器,實現月球表面軟著陸並採樣返回。隻有在這三個階段完成之後,中國才會考慮載人登月。

嫦娥二號

嫦娥二號衛星(簡稱:嫦娥二號,也稱為"二號星")是嫦娥一號衛星的姐妹星,由長三丙火箭發射。但是嫦娥二號衛星上搭載的CCD相機解析度將更高,其它探測設備也將有所改進,所探測到的有關月球的資料將更加翔實。"嫦娥二號"于2010年10月1日18時59分57秒在西昌衛星發射中心發射升空,並獲得了圓滿成功。"嫦娥二號"主要任務是獲得更清晰、更詳細的月球表面影像資料和月球極區表面資料,因

此衛星上搭載的CCD照相機的解析度將更高,其他探測設備也將有所改進。為"嫦娥三號"實現月球軟著陸進行部分關鍵技術試驗,並對嫦娥三號著陸區進行高精度成像。

過程

嫦娥一號已于2007年10月24日18:05:04:06由長三甲(CZ-3A)火箭順利發射升空!

18:07火箭一二級分離;

18:09火箭飛出大氣層後整流罩分離;

18:10火箭二三級發動機分離;

18:15火箭三級發動機一次關機,星箭進入滑行階段;

18:25衛星進入初始地球軌道;

18:26三級火箭二次點火調姿;

18:28三級火箭發動機二次關機;

18:29星箭分離,衛星進入近地點約200公裏,遠地點約51000公裏的大橢圓軌道,周期為16小時的超地球同步軌道。

18:36衛星指控轉入北京航天飛行控製中心

18:59衛星太陽帆板展開

2007年10月24日19時15分確定發射成功!

2007年10月25日17時55分完成第一次變軌! 指令發出130秒後,衛星近地點高度由約200公裏抬高到約600公裏,變軌圓滿成功。

2007年10月26日17時44分,遠望三號船訊息,嫦娥一號衛星成功實施第二次變軌!嫦娥一號衛星第二次變軌後,將進入24小時周期軌道。遠地點高度由5萬多公裏提高到7萬多公裏。

10月29日第二次近地點變軌,衛星遠地點高度由7萬餘公裏提高到12萬餘公裏,開創了我國最遠航天測控的新紀錄。 進入繞地飛行48小時周期軌道。台北時間10月29日18時01分39秒,遠望三號測量船傳來訊息,衛星第三次變軌成功!

31日17時28分,嫦娥一號衛星成功實施第三次近地點變軌,順利進入地月轉移軌道,開始飛向月球。衛星遠地點高度由12萬餘公裏提高到37萬餘公裏,進入114小時地月轉移軌道。這也是衛星入軌後的第四次變軌。 台北時間17時15分,嫦娥一號衛星接到指令,發動機工作784秒後,正常關機。北京飛控中心對各項測量資料的計算表明,衛星變軌成功!由繞地飛行軌道順利進入地月轉移軌道。

11月2日上午10時33分,嫦娥一號衛星成功實施了首次軌道中途修正。10時25分,嫦娥一號衛星按照指令要求,星上裝載的兩個小推力發動機點火成功,對衛星飛行航向實施修正。10時33分,發動機關機,衛星首次軌道修正完成。

11月5日11時15分,嫦娥一號衛星主發動機點火,近月製動開始。這時,衛星減速並調姿,確保被月球捕獲。嫦娥近月製動將持續22分鍾。

11時37分,嫦娥一號衛星主發動機關機,第一次近月製動結束。到達距離月球420公裏,第一次近月製動進入12小時月球軌道。

11月6日第二次近月製動進入近月點200公裏,遠月點1700公裏,周期為3.5小時的軌道,運行3圈。

11月7日8時24分,第三次近月製動開始,這次近月製動將持續10分鍾。8時34分成功完成第三次近月製動,衛星進入周期為127分鍾,高度200公裏的極月圓形環月工作軌道,開始工作,向地面傳回31首歌曲。

作用

CCD相機、雷射高度計獲取月球表面的三維立體影像;χ、ζ射線光譜儀、幹涉成像光譜儀分析月球表面有用元素(氦-3等)的含量和物質類型的分布特點;微波探測儀探測月壤厚度;太陽高能粒子探測儀、太陽風離子探測儀在第三次變軌時開始運行,探測地球至月亮的空間環境。

各國探月計畫

歐洲

正積極籌備著登入月球的計畫。"智慧-1號"(SMART-1)---歐洲的第一個月球探測器,預計2005年1月進入繞月軌道飛行,開始探月。該探測器採用了多項新技術,因而其飛行情況很受關註。

探月註重科研價值

"全世界即將掀起新一輪的探月熱潮,這一次,歐洲航天局要走在前面。"2006年9月,歐洲首個月球探測器"智慧型1號"成功撞擊月球後,歐洲航天局官員如此表示。他們計畫利用"太陽能鑽探器"在月球表面鑽出一個直徑50釐米的鑽孔,通過儀器對岩石樣本現場分析並將結果傳回地球,而且希望利用小型火箭將樣本帶回地球進行研究。科學家們希望在月球上找到源自地球的早期隕石,通過分析隕石樣本來探尋人類生命起源。

分析人士稱,歐洲探月行動沒有美國、俄羅斯那般咄咄逼人的架式,然而他們素來"韜光養晦",註重實效。從歐航局成立到探月計畫的實施,歐洲從未表現出"赤裸裸的"搶奪月球和未來太空戰爭戰略製高點的意圖,而是著重強調"科研價值,資源開發和實踐人類夢想",一派"深挖洞,廣積糧"的姿態。

2007年3月,在德國航空航天協會組織的一次研討會上,德國科學家宣布了自己的探月計畫。英國計畫在2010年前將一個無人探測器送入繞月軌道,尋找適宜人類居住的地點。

歐航局將在2020年前分4個階段進行月球探測,計畫在2012年將宇航員送上月球,2025年左右完成永久性月球基地建設。

美國

上個世紀末,美國總統布希提出了"新太空計畫",計畫最早在2015年前、最遲不過2020年將美國人重新送回月球,並在月球建立起一個長期基地作為登入火星和其他星球的跳板。

重返月球建立基地

1972年12月,美國的"阿波羅"17號飛船對月球進行了最後一次考察,此後登月競賽的狂熱便驟然降溫。由于美蘇太空競爭的天文數位投資未能兌現實際利益,耗資巨大的"阿波羅"計畫完成後,月球探測陷入長達20餘年的低迷狀態。直到1994年,美國宇航局(NASA)發射了"克萊門汀號"環月探測器,除了測繪月球地貌,還對月面元素的分布與含量進行探測,並發現了在月球南極可能存在水。

1998年1月,美國又發射了"月球勘探者",它同樣發現在月球兩極的盆地底部可能蘊藏固態水。

由于水的存在意味著人類在月球上生存的基本條件已經具備,伴隨這一發現而來的是美國重返月球計畫。

2016年之前,美國將有多個無人駕駛月球探測飛船連續升空,其目的都是為宇航員重返月球打基礎。探月飛船的設計正在展開。如果所有的前期準備工作就緒,在2020年開始月球基地的建造工作。

俄羅斯

2025年前載人登月

1959年9月14日,前蘇聯的無人登月器"月球2號"成為第一個到達月球的人造物體。此後20年間,前蘇聯先後開展了29次探月活動,並取得了輝煌的成就。然而,伴隨蘇聯的解體,俄羅斯經濟發展一度停滯,在資金缺乏的情況下,俄羅斯航天不得不被迫瘦身,其月球探索在這一時期幾無進展。

進入21世紀後,俄羅斯再燃大國夢想,在這樣的背景下,俄羅斯重新開啓探月旅程,宣布在2025年前將宇航員送上月球。至此,昔日曾翱翔太空的雙頭鷹再次將目光投向月球。

俄羅斯月球探索先驅、拉沃奇金科學生產聯合公司總設計師戈奧爾吉·波利修克突然"語出驚人",他透露,俄羅斯計畫在2009年-2010年開始實施自己的探月計畫。該計畫不僅要實現俄羅斯載人登月的夢想,還要在月球建立永久基地。2011年至2012年,俄羅斯將進行首次載人探月飛行。

俄羅斯在力爭實現探月載人登入的同時,還推出"探月旅行"來吸引那些有支付能力的富豪。

印度

印度航天官員透露說,印度計畫在2015年前進行兩次或更多的登月活動。據稱,如果計畫于2008年前發射的第一艘印度無人登月飛船獲得成功,印度將于2015年前進行更多的登月活動。

2008年發射探測器

在進行了7年的規劃和準備後,印度將在2011年發射首個月球探測器--"月球首航1號",成為繼俄羅斯、美國、日本和中國後第5個進行月球探索的國家。

然而,從探月想法提出的那天起,印度國內就存在反對的聲音:在這個有一半人口還處于貧困線以下的國家,政府是否有必要花大把的錢去探測一個那樣遙遠的星球。

但是1999年10月舉行的印度科學學會年會改變了這種情況。在這次年會上,印度太空研究機構負責人從學術上闡明了人類在對月球認識上還存在著空白。這次討論贏得了印度科學界對探月的廣泛支持。印度太空探索機構隨後成立專門的探月計畫小組,並于2001年出台了第一份探月計畫報告,2003年,印度政府批準了這份報告。

印度"月球首航1號"探月器的主要任務是製作高清晰的月球地圖,並對月球兩極是否存在水進行初步探索。此外,該探月器還將蒐集月球表面礦物質和化學物質的有關資料。印度已經計畫在2015年前發射載人航天飛船,還希望能在2020年前實現登月。

日本

計畫在2006年首次傳送月球探測衛星,練習和掌握月球軟著陸技術。

2015年月球上建基地

2007年9月14日上午9點31分,日本探月衛星月亮女神號發射升空,主要任務是觀測月球表面地形等,日本研究人員稱,這是日本2025年建立載人太空站的第一步。這是日本為未來登入月球邁出的第一步。

日本對月球探索的興趣由來已久,但是在過去幾十年中,由于在技術、研究活動統籌方面出現問題,日本的探月計畫始終磕磕絆絆,未能順利實施。

日本的探月計畫從上世紀80年代中期就已經啓動。日本的第一個月球探測器是1990年1月發射的繆斯A科學衛星。這顆衛星進入太空後更名為"飛天"號,是日本第一次發射接近月球的科學衛星,也使日本成為繼美蘇之後,世界上第3個探測月球的國家。

繆斯A衛星在發射成功後向月球軌道放出了一個小型探測衛星,但是這枚小型探測衛星很快就出現了故障而告失靈。繆斯A衛星本身在繞地球飛行一段時間後,最終在1993年4月墜毀在月球上,這一探月計畫宣告失敗。

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