一期工程为“绕”,即发射月球探测卫星,卫星绕月飞行,并进行遥测,计划在2007年前后发射。
主要科学目标为: 获取月球表面三维影像,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,为后续软着陆提供参考依据;分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,对月球表面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布图;探测月壤特性,探测并评估月球表面月壤层的厚度,估算月月壤中氦-3的资源量;探测地月空间环境,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。
主要工程目标为: 研制和发射我国第一颗月球探测卫星;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。
二期工程为“落”,即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,计划在2012年前后发射。
主要科学目标为: 进行着陆区月貌与月质构造调查和综合研究,测定着陆点的月表的环境,测定着陆点的热流、岩石剩磁等;进行月球内部结构研究,对月岩进行现场探测或采样分析,探测着陆区岩石的化学与矿物成份;日-地-月空间环境监测与月基天文观测。
主要工程目标为: 发射月球软着陆器,试验月球软着陆技术;研制和发射月面巡视车、自动机器人;进行高分辨率摄影;为月球基地的选址提供月面环境、月形、月岩的化学与物理性质等数据。
三期工程为“回”,即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,计划在2017年前后发射。
主要科学目标为: 进行着陆区的探测与研究;采集月球样品返回地面,对样品进行系统的岩石学、矿物学同位素月质和月球化学研究,结合月面物质成分的分析数据,深化月球和地月系统的起源和演化的研究;深化对地月系统的起源与演化的认识。
主要工程目标为: 发展新型月球巡视车;发展小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等;在现场分析取样的基础上,采集样品返回地球;对着陆区进行考察,为载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据。
一期工程由卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统和地面应用系统等五大系统组成。
“嫦娥一号”(CH-1)卫星选用东方红3号(DFH-3)卫星平台,绕月轨道高度200+25km,倾角90±5度,在轨飞行一年。星上搭载7种有效载荷,分别是用于月球表面三维影像探测的CCD相机和激光高度计,用于月表化学元素与物质探测的成像光谱仪和γ/ X射线仪,用于月壤厚度探测的微波探测仪,用于地月空间环境探测的太阳高能粒子探测器和太阳风粒子探测器。运载火箭选用长征三号甲运载火箭,该型火箭已多次成功发射,运载能力为地球同步转移轨道 2600kg。发射场选择在西昌卫星发射中心。测控系统立足我国现有测控设施,充分利用现有的S频段航天测控网和甚长基线干涉仪天文测量系统(VLBI),通过适应性改造,可以完成月球探测工程各个轨道段的遥测、遥控及测轨任务。地面应用系统的主要任务是卫星在轨运行期间科学探测业务管理、数据接收与处理、科学研究与普及。
动态信息
嫦娥一号已于2007年10月24日18时05分04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火箭二三级分离
18:15火箭三级发动机一次关机 星箭结合体进入滑行阶段
18:25卫星进入初始地球轨道
18:26三级火箭二次点火
18:28三级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
2007年10月24日19时15分确定发射成功!
2007年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,变轨圆满成功。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。
2007年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!
北京时间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5日到达距离月球200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3.5小时轨道 运行3圈
11月7日第三次近月制动进入127分钟月球极地轨道 开始工作 向地面传回30首歌曲
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。
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。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。
嫦娥一号星体为立方体,两侧各有一个太阳帆板,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,整个初样测试阶段将持续到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。
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。
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首播放歌曲清单:
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。
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
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。
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、国家航天局局长、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:
1) 研制和发射我国第一个月球探测卫星;
2) 初步掌握绕月探测基本技术;
3) 首次开展月球科学探测;
4) 初步构建月球探测航天工程系统;
5) 为月球探测后续工程积累经验。
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