• 我国探月工程分三阶段实施 嫦娥二号为落月探路

    我国探月工程分三阶段实施嫦娥二号为落月探路

      这颗被航天人称为“嫦娥二姑娘”的卫星跟嫦娥一号大小完全相同,与大多数地球同步轨道卫星和“神舟”飞船相比,则娇小得多。新华社发


      月亮传说

      同样的距离,嫦娥一号走“国道”,嫦娥二号跑“高速”,不一样的路,代表的是科技创新的旅程

      嫦娥二号和嫦娥一号可谓孪生姊妹,大小和形状几乎完全一样。

      巧合的是,作为“妹妹”的嫦娥二号曾是“姐姐”嫦娥一号的备份星。由于“姐姐”出色地完成了探月一期工程目标,备份星被改造成了探月二期工程的先导星———嫦娥二号。

      与“姐姐”相比,“妹妹”此次奔月再添传奇色彩。最显然的是,直接奔月了。在此之前,嫦娥一号是先发射到地球附近的过渡轨道,历经4种不同轨道,实施8次变轨后,历时13天多,才进入月球轨道。而此次嫦娥二号卫星将由运载火箭直接送入奔月轨道,预计5天左右就可以到达38万公里外的月球。

      同样的距离,不一样的路。有专家形象地比喻说,如果把嫦娥一号的奔月之路比作“国道”,那嫦娥二号跑的就是“高速”。

      从“国道”升级为“高速”,靠的是高新科技的支撑。仅以发射为例,它所带来的变化就有:发射窗口变小了,发射位置变了。

      嫦娥二号发射窗口的限制更多、可选择时段更少。嫦娥一号发射窗口设计周期是1个月,嫦娥二号窗口周期则是半年。这也意味着,如错过今年10月的发射时机,就只能等到明年4月。

      由于是直奔月球,需要更大的推力。有关人士表示,此次担任发射嫦娥二号的2号平台使用的是黄色升降台技术,这是中国航天专家的发明创新,至今仍是国外专家解不开的技术难题。

      其实,发射就像一场特殊的打靶,力量大了,卫星可能直接撞到月球上;力量小了,卫星可能与月球擦肩而过。嫦娥二号直奔月球,离不开我国成熟的火箭发射技术。

      据了解,与发射嫦娥一号的长征三号甲火箭相比,长征三号丙运载能力由2.6吨提高到了3.8吨。火箭起飞重量约为345吨,总长54.84米,整流罩直径4米。自2008年首飞以来,长征三号丙运载火箭已经进行了4次发射,成功率100%。

      飞得更近了,技术跟进了,装备也更好了。嫦娥一号搭载的CCD相机分辨率为120米,而嫦娥二号搭载的CCD相机在100公里圆轨道和100公里×15公里椭圆轨道的近月点处,将分别对嫦娥三号的预选着陆区进行优于10米和1.5米分辨率的成像试验,能获得更清晰、更详细的月球表面影像数据。

      落月探路

      嫦娥二号将从15公里近月点“睁开眼睛”,国人可以分享到更为清晰的“月亮的脸”

      绘制立体的月球地图是任何一个国家探测月球都必须做的基础工作。虽然国外已经有多个月球地图版本,但多为平面地图,立体的只有一两幅,且效果不大理想,“就像西瓜皮一样有一道道的空白地带还没有做全”。

      2008年11月12日,嫦娥一号从距离月球200公里高空获取了“中国第一幅全月球影像图”。经国内各方专家鉴定一致认为,这是迄今为止世界上最全、质量最高、准确度最高的一张月图。

      而这一次,更值得期待的是:嫦娥二号将从15公里近月点“睁开眼睛”,拍回未来嫦娥三号月球预选着陆区的高分辨率的三维影像图。也就是说,国人可以分享到更为清晰的“月亮的脸”。

      实际上,中国的探月工程分“绕”、“落”、“回”三步走。随着嫦娥一号成功进入月球轨道,中国探月工程顺利迈出“绕”的一步。然而,想要继续跨出“落”这一步,进行月球软着陆和自动巡视勘测却并不简单。

      嫦娥二号最重要的任务就是,通过试验X频段深空测控技术,验证100公里月球轨道捕获技术等嫦娥三号部分关键技术,为嫦娥三号、嫦娥四号探测器实现月面软着陆积累经验。

      作为探月工程一期与二期的承上启下者,嫦娥二号还承担了更多重任。

      嫦娥一号是到了月球近月轨道才打开有效载荷,这次嫦娥二号有效载荷则是一边奔月一边展开,以便更好探测地月空间环境。

      伴随着有效载荷的变化,嫦娥二号数据接收任务也发生了重大改变。在嫦娥一号任务中,卫星在地月转移轨道,地面应用系统没有数据接收任务。而在嫦娥二号任务中,从卫星发射的第二天起,就开始有了数据接收任务。

      三步追月

      中国何时可以载人登月?目前还没有具体的时间表,从能力的角度判断,是在2020年后

      人类对月球的探索大致可以分为三个步骤,一是“探”,对月球情况进行无人探测;二是“登”,即载人登上月球,使人类可以直接接触月球;三是“驻”,包括两个层次,一个是人携带设备登陆月球后很快返回,设备仪器长期驻扎在月球上,并开展探测活动。另一个是人在月球上长期居住和工作。

      2007年,嫦娥一号的成功发射表明,我国已经成功开启了月球无人探测工程,千年历史传奇嫦娥奔月终于成为现实。随后,公众再次对“嫦娥”发出了期待之音:我们何时才可以载人登月?

      从“探”到“登”,虽然只是一步之遥,但并不容易。综合考虑我国科技水平、综合国力和国家发展战略,2020年前,我国月球探测工程仍然以无人探测为主,分三个实施阶段。

      一期(2004-2007年)为“绕”,研制和发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测。主要任务是:研制和发射月球探测卫星;突破绕月探测关键技术,对月球地形地幔、部分元素及物质成分、月壤特性、地月空间环境等进行整体性与综合性的探测;并初步建立我国月球探测航天工程系统。

      二期(2013年前后)为“落”,进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。二期工程将实施三次飞行任务,分别命名为嫦娥二号任务、嫦娥三号任务和嫦娥四号任务。主要任务是:突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通讯与遥操作、深空探测运载火箭发射等关键技术;研制和发射月球软着陆探测器和巡视探测器,实现月球软着陆和巡视探测,对着陆区地形地貌、地质构造和物质成分等进行探测,并开展月基天文观测。

      三期(2020年前)为“回”,进行首次月球样品自动取样返回探测。主要任务是:突破采样返回探测器小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等技术,在现场分析取样的基础上,采集关键性样品返回地球,进行试验室分析研究;深化对地月系统的起源与演化的认识。

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