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嫦娥壹號為啥要去撞月球

“嫦娥壹號”(Chang'E1)是中國自主研制、發射的第壹個月球探測器。中國月球探測工程嫦娥壹號月球探測衛星由中國空間技術研究院承擔研制,以中國古代神話人物嫦娥命名,嫦娥奔月是壹個在中國流傳的古老的神話故事。嫦娥壹號主要用於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。整個“奔月”過程大概需要8~9天。嫦娥壹號將運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上。嫦娥壹號工作壽命1年,計劃繞月飛行壹年。執行任務後將不再返回地球。嫦娥壹號發射成功,中國成為世界第五個發射月球探測器的國家地區。

嫦娥壹號是中國的首顆繞月人造衛星,由中國空間技術研究院承擔研制。嫦娥壹號平臺以中國已成熟的東方紅三號衛星平臺為基礎進行研制,並充分繼承“中國資源二號衛星”、“中巴地球資源衛星”等衛星的現有成熟技術和產品,進行適應性改造。衛星平臺利用東方紅三號衛星平臺技術研制,對結構、推進、電源、測控和數傳等8個分系統進行了適應性修改。嫦娥壹號星體為壹個2米×1.72米×2.2米的長方體,兩側各有壹個太陽能電池帆板,完全展開後最大跨度達18.1米,重2350千克。有效載荷包括CCD立體相機、成像光譜儀、太陽宇宙射線監測器和低能粒子探測器等科學探測儀器。

嫦娥壹號月球探測衛星由衛星平臺和有效載荷兩大部分組成。嫦娥壹號衛星平臺由結構分系統、熱控分系統、制導,導航與控制分系統、推進分系統、數據管理分系統、測控數傳分系統、定向天線分系統和有效載荷等9個分系統組成。這些分系統各司其職、協同工作,保證月球探測任務的順利完成。星上的有效載荷用於完成對月球的科學探測和試驗,其它分系統則為有效載荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保證服務。

根據中國月球探測工程的四項科學任務,在嫦娥壹號上搭載了8種24臺件科學探測儀器,重130千克,即微波探測儀系統、γ射線譜儀、X射線譜儀、激光高度計、太陽高能粒子探測器、太陽風離子探測器、CCD立體相機、幹涉成像光譜儀。

在初樣研制階段,有電性星和結構星這兩顆初樣衛星承擔衛星測試工作。電性星的試驗主要是用於壹些帶有電子性能的設備的綜合測試,結構星的試驗主要是要考核結構設計的合理性,和整星上溫度控制設計的合理性。兩顆初樣星進行整星測試。整個初樣測試階段持續到2007年6月份,隨後進入衛星正樣星的研制階段,進行“嫦娥壹號”正樣衛星的研制。

為了保證完成月球探測工程任務,對承擔衛星發射任務的長征三號甲火箭進行了41項可靠性的設計工作,以提高其運載可靠性。

“嫦娥壹號”月球探測衛星於2007年10月24日在西昌衛星發射中心由“長征三號甲”運載火箭發射升空。運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上執行科學探測任務。

攜帶儀器

衛星有效載荷因不同的航天任務而異,搭載的科學探測的儀器和科學實驗的設備有效載荷包括微波探測儀分系統、空間環境探測分系統、有效載荷數據管理分系統等。微波探測儀分系統將主要對月壤的厚度進行估計和評測,這是國際上首次采用被動微波遙感手段對月表進行探測。空間環境探測分系統由太陽高能粒子探測器等3臺設備組成,將探測地月和近月的空間環境參數。還有用於拍攝地球表面照片的CCD相機。

嫦娥壹號準備使用的科學儀器包括:CCD立體相機(用於拍攝全月面三維影像);激光高度計;成像光譜儀(用於獲取月面光波圖譜);伽馬/X射線譜儀(用於探測月球表面元素);微波探測儀(用於獲取月壤厚度);以及月球背面亮度溫度圖和月球兩極地面信息(世界上首次在探月衛星上使用);太陽高能粒子探測器;低能離子探測器 。

任務與目標

中國首次月球探測工程四大科學任務:

壹、獲取月球表面三維立體影像,精細劃分月球表面的基本構造和地貌單元,進行月球表面撞擊坑形態、大小、分布、密度等的研究,為類地行星表面年齡的劃分和早期演化歷史研究提供基本數據,並為月面軟著陸區選址和月球基地位置優選提供基礎資料等。

二、分析月球表面有用元素含量和物質類型的分布特點,主要是勘察月球表面有開發利用價值的鈦、鐵等14種元素的含量和分布,繪制各元素的全月球分布圖,月球巖石、礦物和地質學專題圖等,發現各元素在月表的富集區,評估月球礦產資源的開發利用前景等。

三、探測月壤厚度,即利用微波輻射技術,獲取月球表面月壤的厚度數據,從而得到月球表面年齡及其分布,並在此基礎上,估算核聚變發電燃料氦3的含量、資源分布及資源量等。

四、探測地球至月球的空間環境。月球與地球平均距離為38萬公裏,處於地球磁場空間的遠磁尾區域,衛星在此區域可探測太陽宇宙線高能粒子和太陽風等離子體,研究太陽風和月球以及地球磁場磁尾與月球的相互作用。

中國首次月球探測工程由月球探測衛星、運載火箭、發射場、測控和地面應用等五大系統組成,工程系統五項工程目標:

1、研制和發射我國第壹個月球探測衛星;

2、初步掌握繞月探測基本技術;

3、首次開展月球科學探測;

4、初步構建月球探測航天工程系統;

5、為月球探測後續工程積累經驗。

技術難點

1、軌道設計與飛行程序控制問題

2、衛星姿態控制的三矢量控制問題

3、衛星環境適應性設計

4、遠距離測控與通信問題

[編輯本段]嫦娥壹號發射過程

“嫦娥壹號”衛星發射後首先將被送入壹個橢圓形地球同步軌道,這壹軌道離地面最近距離為200公裏,最遠為5.1萬公裏,探月衛星將用16小時環繞此軌道壹圈後,通過加速再進入壹個更大的橢圓軌道,距離地面最近距離為500公裏,最遠為12.8萬公裏,需要48小時才能環繞壹圈。此後,探測衛星不斷加速,開始“奔向”月球,大概經過114小時的飛行,在快要到達月球時,依靠控制火箭的反向助推減速。在被月球引力“俘獲”後,成為環月球衛星,最終在離月球表面200公裏高度的極月圓軌道繞月球飛行,開展拍攝三維影像等工作。衛星奔月總***需時114個小時,距離地球接近38.44萬公裏。而過去,中國發射的衛星距離地面壹般都在3.58萬公裏左右。

從經濟領域來看,將帶動信息、材料、能源、微機電、遙科學等其它新技術的提高,對於促進中國社會經濟的發展和人類社會的可持續發展具有重要意義。隨著我國空間技術的進步和深空探測的深入,對相關材料的需求必將促進相關行業、產業得到更大的發展。同時,月球上特有的礦產資源和能源是對地球上礦產資源的補充和儲備,將對人類社會的可持續發展產生深遠的影響。月球表面具有極其豐富的太陽能,月壤中蘊藏的豐富的氦-3也能提供新型核聚變的材料,應用前景廣闊。

從軍事領域來看,表明我國的導彈打衛星和激光摧毀衛星的技術已經日臻成熟。雖然這次嫦娥壹號衛星沒有攜帶任何與軍事有關的設備,但是中國的運載火箭可以在發射出現故障時實施緊急關機,飛船和衛星可以在外太空實施數次變軌,當衛星發生故障,可以用彈道導彈或者激光予以摧毀,顯示我國如果要在外太空實現軍事用途也並非難事。

從科技領域來看,將促進中國航天技術實現跨越式發展和中國基礎科學的全面發展。月球探測將推進宇宙學、比較行星學、月球科學、地球行星科學、空間物理學、材料科學、環境學等學科的發展,而這些學科的發展又將帶動更多學科的交叉滲透。目前中國科學家對月球的了解和認識往往依賴於他國提供的材料,這樣就喪失了許多研究月球的機會。

從文化領域來看,嫦娥壹號的發射成功具有重要的啟蒙意義。探月給人類本身帶來了社會發展理念的 “顛覆性改變”,人類第壹次將思維與身軀同時掙脫地心引力的束縛,進入到地球以外的無限宇宙空間中,實地接觸了月球表面,人類之前所摸索出的各種科學理論得到部分驗證或反證。人類文明編年史從國家疆域、地球視野進入到“光速世界”,堪稱又壹大跨越。

嫦娥奔月的成功帶給中國人的是加快發展的堅定信心,就如當年中國爆炸原子彈之後全世界華人的欣喜。中國歷來都是壹個大國,可是中國卻在很久以前丟掉了自己的強國地位。每壹次成功帶來的國家強大的希望對於中國人都是激勵,這種激勵又進壹步刺激了新的成功,獲得巨大的民族動力。“嫦娥奔月”所帶來的攻堅精神、創新意識都成為了全民的寶貴精神財富。“嫦娥奔月”是舉國關註的公***事件,通過媒體以各種形式傳播“嫦娥奔月”的科普知識、時代意義,公眾接受了氛圍良好的愛國主義教育和科學啟蒙。

中國探月工程經過10年的醞釀,最終確定中國的探月工程分為“繞”、“落”、“回”3個階段。

第壹期繞月工程將在2007年發射探月衛星“嫦娥壹號”,對月球表面環境、地貌、地形、地質構造與物理場進行探測。

第二期工程時間定為2007年至2010年,目標是研制和發射航天器,以軟著陸的方式降落在月球上進行探測。具體方案是用安全降落在月面上的巡視車、自動機器人探測著陸區巖石與礦物成分,測定著陸點的熱流和周圍環境,進行高分辨率攝影和月巖的現場探測或采樣分析,為以後建立月球基地的選址提供月面的化學與物理參數。

第三期工程時間定在2011至2020年,目標是月面巡視勘察與采樣返回。其中前期主要是研制和發射新型軟著陸月球巡視車,對著陸區進行巡視勘察。後期即2015年以後,研制和發射小型采樣返回艙、月表鉆巖機、月表采樣器、機器人操作臂等,采集關鍵性樣品返回地球,對著陸區進行考察,為下壹步載人登月探測、建立月球前哨站的選址提供數據資料。此段工程的結束將使我國航天技術邁上壹個新的臺階。

嫦娥壹號相關資料

繞月探測工程是我國月球探測的第壹期工程,即研制和發射第壹顆月球探測衛星。該星軌道距離月面的高度為200公裏,環繞月球運行,並將獲得的探測數據資料傳回地面。

設計壽命為1年的“嫦娥壹號”衛星,將攜帶立體相機、成像光譜儀、激光高度計、微波輻射計、太陽宇宙射線檢測器和低能離子探測器等多種科學儀器,對月球進行探測。它在環月飛行執行任務期間,主要獲取月面的三維影像,分析月面有用元素含量和物質類型的分布特點,探測月球土壤厚度,檢測地月空間環境。其中前3項是國外沒有進行過的項目,第4項是嫦娥壹號首次獲取8萬公裏以外的空間環境參數。此外,美國曾對月球上的5種資源進行探測,嫦娥壹號將探測14種,其中重要的目標是月球上的氦-3資源。氦-3是壹種安全高效而又清潔無汙染的重要燃料,據統計,月球上的氦-3可以滿足人類1萬年以上的供電需求。月球土壤中的氦-3含量可達500萬噸。

嫦娥壹號全面“體檢”首次面對“日淩”考驗

自2007年10月24日以來,嫦娥壹號探月衛星已成功飛行了16天,從11月8日起,工程人員已開始對其進行長達10天的衛星自身的各項功能及它所搭載的探測儀器進行在軌測試,看看它們在繞月飛行狀態下能不能正常工作,從而為18日正式開始的科學探測做好準備。

從2007年11月9日下午17點29分開始,嫦娥壹號衛星迎來了壹項全新的挑戰——那就是“日淩”現象。“日淩”是指太陽、探測衛星和地面站的數據接收天線恰巧在壹條直線上,太陽產生的強大的電磁波將幹擾地面站的天線接收衛星信號,從而造成通訊中斷。壹旦出現“日淩”的情況,不能夠保證連續對衛星跟蹤的條件下,會提前把壹些需要執行的指令通過註入,提前放在星上,即使追蹤不到衛星,衛星也能按照我們預先設置在星上的指令去正常執行,保證衛星的安全。

專家估計“日淩”現象將持續到11月11日上午。針對嫦娥壹號衛星探月,中國已經啟用了設備更新、功能更強大的大天線;衛星發射之前,科研人員已經計算了“日淩”發生的具體時間,可以有效防範和降低日淩對嫦娥壹號通信電路的幹擾。正常情況下,嫦娥壹號所受幹擾不會影響它完成探月使命。

中國公布嫦娥壹號傳回的第壹幅月面圖像

月球2007年11月26日,中國國家航天局正式公布了嫦娥壹號衛星傳回的第壹幅月面圖像,標誌著中國首次月球探測工程取得成功。中國首次月球探測工程第壹幅月面圖像是由嫦娥壹號衛星上的CCD立體相機獲得的。CCD相機采用線陣推掃的方式獲取圖像,軌道高度約200km,每壹軌的月面幅寬60km,像元分辨率120m。中國第壹幅月面圖像***由19軌圖像制作而成,位於月表東經83度到東經57度,南緯70度到南緯54度,圖幅寬約280km,長約460km。圖中右側60公裏寬的條帶,是CCD相機開機獲得的第壹軌圖像。2007年12月09日,中國國家航天局公布部分月球探測數據,包括中國首次月球探測工程第壹幅月面圖像局部三維景觀圖。

中國公布嫦娥壹號拍攝月球背面“萬戶坑”影像

萬戶坑2007年12月11日,中國國家航天局首次公布中國發射的“嫦娥壹號”衛星拍攝的月球背面部分區域影像圖。圖為月球背面以中國古人名字命名的“萬戶撞擊坑”。包括正射影像圖、數字高程模型圖、色彩編碼地形圖。萬戶撞擊坑位於月球背面南緯9.8度、西經138.8度區域,直徑52公裏,從地球上不能直接看到。

20世紀70年代,這座撞擊坑被國際天文聯合會以中國明代人萬戶的名字命名為“萬戶撞擊坑”。中國明朝官員萬戶將自己綁在捆有47枚自制火箭的椅子上,兩手各持壹個大風箏,點燃後沖天而起,開天辟地寫就了中國歷史上飛天夢想的壯舉,也成為人類文明史上飛天嘗試的第壹人。

[編輯本段]嫦娥壹號最新消息

中國國家國防科技工業局二十四日對外宣布,截至今天,由中國自主研制並成功發射的首顆繞月探測衛星——“嫦娥壹號”,已按計劃圓滿完成在軌運行和探測壹年的各項任務,***獲取了1.37TB(1TB=1024GB)的科學探測數據。

在探測任務結束後,“嫦娥壹號”衛星還自距地球三十八萬公裏的繞月軌道上向地面傳回最後壹段語音:“經過壹年的太空遨遊,我的任務已經結束。我祝願在‘自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來’的方針指引下,中國的探月工程不斷創造新的輝煌。”

國家國防科工局相關負責人表示,目前,“嫦娥壹號”衛星狀態良好,剩余的燃料仍可以支持衛星繼續工作,超額開展相關探測任務。“嫦娥”工程兩總決定,將充分利用“嫦娥壹號”衛星在軌資源為後繼工程開展前期實驗,具體實驗項目有關專家正在論證。

[編輯本段]嫦娥壹號衛星成功撞月

2009年3月1日16時13分10秒,中國嫦娥壹號衛星成功撞月

減速、下落、撞擊…… 北京時間3月1日16時13分10秒,嫦娥壹號衛星在北京航天飛行控制中心科技人員的精確控制下,準確落於月球東經52.36度、南緯1.50度的預定撞擊點。

在撞擊過程中,嫦娥壹號衛星攜帶的CCD相機傳回實時圖像,圖像清晰。

至此,在經歷了長達494天的飛行後,靜謐、遙遠的月球土地終於成為這位中國首個“月球使者”的生命最後歸宿。而隨著此次“受控撞月”的準確實施,中國探月壹期工程也宣布完美落幕。

記者在北京航天飛行控制中心看到,為了保證嫦娥壹號衛星成功“受控撞月”,嫦娥壹號任務飛行控制組選擇在青島和喀什兩個測控站同時能夠進行測控的時間段內進行撞月控制。15時36分,嫦娥壹號衛星開始減速,16時13分10秒成功落在月球的豐富海區域。

嫦娥壹號衛星於2007年10月24日在西昌衛星發射中心發射,踏上“奔月”旅程,11月7日進入200公裏的環月工作軌道。至2008年10月,在完成預定在軌壹年的各項探測任務後,狀態依然良好。

為了充分利用嫦娥壹號衛星在軌的寶貴資源,為後續任務積累數據和經驗,中國探月工程領導小組決定按照“軌道從高到低,風險從小到大”的原則,應用嫦娥壹號衛星開展衛星變軌能力、軌道測定能力的10余項驗證試驗。從2008年11月8日開始,預定計劃順利實施,嫦娥壹號衛星軌道由200公裏圓軌道降到100公裏圓軌道,繼而降到遠月點100公裏、近月點15公裏的橢圓軌道,再升回到100公裏圓軌道。

“我國探月工程二期確定將實現軟著陸,技術跨度大,為在撞月過程控制和軌道測定方面積累經驗,減少後續工程風險,決定在嫦娥壹號衛星壽命末期,控制衛星撞月。”中國探月工程總設計師吳偉仁說。

在中國探月壹期工程完美落幕的同時,中國探月二期工程正緊張進行。吳偉仁透露,目前二期工程各項工作已全面展開,著陸器和巡視器技術是工程中的重要關鍵技術。

從發射升空開始,嫦娥壹號衛星累計飛行494天,其中環月482天,期間經歷三次月食,5次正/側飛姿態轉換,***傳回1.37TB的有效科學探測數據,獲取了全月球影像圖、月表部分化學元素分布、月表土壤厚度等壹系列科學研究成果,圓滿實現工程目標和科學目標,為我國月球探測後續工程和深空探測奠定了堅實的基礎。

[編輯本段]嫦娥壹號八大精彩足跡

2009年3月1日16時13分10秒,在完成了全部的使命後,“嫦娥壹號”——中國的首個探月使者,將自己的身軀,連同最後的絢爛,永遠地留在了遙遠的月球上。

從發射升空追逐夢想,到準確受控撞擊月球,中國首次探月的幾大精彩足跡,永久留在了人們的記憶和人類探月的圖譜中。

足跡之壹:夢想起飛

2007年10月24日,18時05分,西昌衛星發射中心。

長征三號甲運載火箭托舉著嫦娥壹號衛星順利升空;18時30分許星箭分離,衛星在太平洋上空以接近每秒8公裏的速度進入預定的大橢圓軌道;19時09分,嫦娥壹號發射成功,“嫦娥”奔月旅程正式開始。

足跡之二:地月大轉移

2007年10月31日,17時15分,南太平洋上空600公裏。

嫦娥壹號衛星底部發動機點火。推力為490牛頓的發動機通過連續10多分鐘的點火,使體重2300余公斤的“嫦娥”飛行速度提高到10.58公裏/秒以上,進入中國科學家們為其設計的壹條連接地球與月球的“天路”即地月轉移軌道,順利與月球交會。

足跡之三:成為“月球衛星”

2007年11月5日11時15分,近月點。

第壹次近月制動即“剎車”準確實施,“嫦娥”成功被月球引力捕獲,進入周期12小時、近月點210公裏、遠月點8600公裏的月球橢圓軌道,投入月球懷抱,成為壹顆真正的“月球衛星”。

足跡之四:進入“使命軌道”

2007年11月7日,127分鐘月球軌道。

以嫦娥壹號衛星準確進入127分鐘、200公裏高度的月球軌道為標誌,中國航天史上最遠的“長征”以近乎完美的方式宣告成功。嫦娥壹號的首飛任務實現“準確發射,準確入軌,精密測控,準確變軌,成功繞月”。

足跡之五:中國首幅月圖亮相

2007年11月26日,9時40分許,38萬公裏外月球軌道。

來自嫦娥壹號的壹段語音和《歌唱祖國》歌曲11月26日上午從月球軌道傳回。9時40分許,中國首次月球探測工程第壹幅月面圖像通過新華社傳到了世界各地。

足跡之六:首幅月球極區圖像公布

2008年1月31日,原國防科工委正式發布首幅由嫦娥壹號衛星拍攝的月球極區圖像。

這是我國首次獲得此類圖像。按照工程總體方案,嫦娥壹號衛星上的CCD相機要求的成像範圍在月面南北緯70度以內。而在對CCD相機的能力評估後,從1月4日起,科學家開始利用相機對70度以上的月球南北兩極區進行光學成像試驗,並獲得了較高質量的圖像。

足跡之七:中國第壹幅“全月球影像圖”發布

2008年11月12日,15時05分。

由嫦娥壹號拍攝數據制作完成的“中國第壹幅全月球影像圖”公布。影像圖覆蓋了月球西經180度到東經180度,南北緯90度之間的範圍。這是世界上已公布的月球影像圖中最完整的壹幅影像。

足跡之八:撞擊月球-生命的最後壹抹絢爛

2009年3月1日,16時13分10秒。

在科技人員的精確控制下,嫦娥壹號衛星準確落入東經52.36度、南緯1.50度的月表指定區域,成功完成硬著陸。撞擊月表的壹瞬,也是這位中國首個探月使者生命的最後壹抹絢爛。

[編輯本段]嫦娥壹號搭載的30首歌曲

嫦娥壹號上搭載了30首中國歌曲,到達繞月軌道後,於距地球38萬公裏以外的太空向地球播放。所有中國人都可以通過收音機、互聯網或無線電接收器聽到!

1、《誰不說俺家鄉好》

2、《愛我中華》

3、《歌唱祖國》

4、《梁山伯與祝英臺》

5、《我的祖國》

6、《走進新時代》

7、《二泉映月》

8、《黃河頌》

9、《青藏高原》

10、《長江之歌》

11、《在希望的田野上》

12、《春天的故事》

13、《七子之歌》

14、《我的中國心》

15、《高山流水》

16、《草原上升起不落的太陽》

17、《阿裏山姑娘》

18、《貴妃醉酒》選段

19、《難忘今宵》

20、《歌聲與微笑》

21、《春節序曲》

22、《半個月亮爬上來》

23、《遊園驚夢》選段

24、《富饒遼闊的阿拉善》

25、《良宵》

26、《十二木卡姆選曲》

27、《東方之珠》

28、《在那遙遠的地方》

29、《我是中國人》

30、《但願人長久》

另外有兩首特別選用曲目:1、《國歌》2、《東方紅》

[編輯本段]嫦娥壹號奔月工程的意義

開展“嫦娥工程”的背景主要是要開展繞月探測工程,突破航天高科技技術,為我國航天技術的進壹步發展打下更好的基礎。為將來我們向包括火星等在內的更深的空間發展奠定壹個良好的基礎,也促進我國航天技術的進壹步發展。大家知道,在20世紀六七十年代,美國人和前蘇聯人分別開展探月方面的活動,兩個國家分別有宇航員登上了月球。在21世紀的新階段又興起了月球探測和繞月方面的熱潮,技術上也有新的進展,我們國家適應這種形勢的需要,也為了發展國家高科技技術形勢的需要,在21世紀初我們著手開始這項工程。現在,我們這項工程已經進行到實質階段,發射第壹顆繞月衛星。首先繞月探測工程是航天技術進壹步發展的壹個重要階段,航天技術作為世界高科技的壹個重要領域,它代表壹個國家的技術水平和能力水平。另外,航天技術不僅是字面上的“航天技術“,它是各個方面的技術綜合與反映。比如,能源技術、電子技術還有其他方面的技術等等。高科技技術的發展,壹方面對提升我國的綜合國力具有非常重要的意義;另壹方面,在當前我們國家的經濟社會發展必將起到壹個推動的作用。對,重大工程特別是高科技重大工程比如繞月探測工程以“嫦娥工程“來命名,壹方面就是激發大家對高科技技術的關註和興趣,另壹方面這壹工程的實施與圓滿完成對於提升我國的綜合實力、增強民族凝聚力,更好地建設小康社會,必將起到非常有力的促進作用。

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