繞月一年後，燃料耗盡可能撞向月球，最後拍下更清晰的月球照片
本報訊 神話傳説中的“嫦娥奔月”終於成為現實。承載億萬中國人奔月夢想的“嫦娥”，將肩負什麼責任飛天而去，將承擔著什麼樣的任務？據國防科工委發佈的消息，我國首個探月衛星“嫦娥一號”將帶著四大科學任務奔赴月球。昨日，記者採訪了中國空間科學學會空間探測專業委員會副主任、北京大學教授焦維新，對“嫦娥”肩負的使命一一進行了解讀。
“嫦娥”肩負四項使命
根據設想，“嫦娥一號”一是獲取月球三維立體影像，二是分析月面有用元素含量和物質類型的分佈特點，即對月面有用元素進行探測，初步編制各元素的月面分佈圖；三是探測月壤特性；四是探測地月空間環境，將記錄原始太陽風數據，研究太陽活動對地月空間環境的影響。上述前三項工作國外還未曾進行過，第四項為中國首次在地球靜止軌道以外獲取空間環境數據。
一年後“嫦娥”可能撞月
據有關人士透露，如果在一年內圓滿實現所有預定科學目標，“嫦娥一號”可能以撞月謝幕。而撞月時，“嫦娥一號”將近距離拍攝月球的高分辨率照片供地面分析。對此，中國空間科學學會空間探測專業委員會副主任、北京大學教授焦維新在接受記者採訪時介紹説，的確有的衛星探測器曾帶著任務撞擊過月球，而“嫦娥一號”是否撞擊月球取決於幾個條件，一是有無必要，二是探測器上的儀器一年之後是否還能工作，三是還有沒有能源可用。
而據發射基地專家介紹，按照預先設計，“嫦娥一號”的壽命就是一年。一年後，燃料就會耗盡。
按照目前的規劃，我國將在月球探測工程的第三個階段將月球樣品帶回地面，預計在2020年以前。
“嫦娥使命”1
獲取月球表面三維影像
國外已有多個版本的平面月球地圖，但立體的只有二幅，且做得不完整。“嫦娥一號”衛星將採取與其他國家不同的思路，搭載1台CCD(數字照相機等使用的電子器件，通過感光可實現電氣存儲功能)立體相機和1個激光高度計，兩者結合繪製完整細緻的立體月球地圖。CCD立體相機同時對衛星飛行的前方、下方和後方進行拍照，形成三維影像。激光高度計由激光器、望遠鏡和接收電路三部分組成。
在距離月球200公里圓形軌道上，“嫦娥一號”的探測視野能全面覆蓋月球，與人類的立體視覺相似，通常情況下衛星是利用三個角度進行觀測。觀測的時候是利用衛星飛行時的推掃完成的，不需要進行多次變軌。利用月球的自轉能夠對整個月面進行覆蓋觀測。具體工作的原理是，衛星進入環月軌道後，激光高度計首先向月面發射激光束，並立刻用望遠鏡把反射回來的光束變成電信號；接收信號的電路盒將迅速進行計算，得出該探測點的月球海拔高度。激光高度計完成繞月旅行，月面每個探測點(包括南北極的黑暗深坑)的海拔高度就一清二楚了。這些數值與CCD立體相機拍攝的高精度圖像相疊加，就是一幅完整而精確的月球立體地形圖。
●專家解讀
月球地圖的繪製將為後續著陸探測優選合適的區域提供科學依據，繞月探測工程地面應用系統總設計師李春來指出。
焦維新也介紹説，激光高度計可以將地面凹凸不平的地形探測出來，和CCD立體相機結合起來，可以得到一個三維圖像。這是研究一個天體最基本的參數。
通過月球地圖，進一步分析可以劃分月球表面的基本構造和地貌單元；進行月球撞擊坑形態、大小、分佈、密度等的測量和分析，為類地行星表面年齡的劃分和早期演化歷史的研究提供基本數據；勾畫月球地質構造演化史等等。
“嫦娥使命”2
探測礦産元素分佈
我國探月工程首席科學家歐陽自遠介紹説，美國于1998年開始探測月球的資源，這也是世界探月的新方向，探測月球的礦産資源，所包含的元素、成分、分佈，對研究月球的起源和演化都有很重要的意義。“關於元素，美國分析了5種元素的分佈圖，我們國家力爭做到14種。如果能實現，也算是有所進步吧。”
“嫦娥一號”衛星將用世界先進的伽馬/X射線譜儀探測月球上14種元素的分佈。
這樣，我們就知道月球上分佈著哪些資源，將來建月球基地時可選擇在資源富集的地區，通過開採月球資源，滿足人類社會的需求。
●專家解讀
焦維新介紹説，“嫦娥一號”上面搭載了一台微波探測器，它有四個不同的觀測頻段，能夠穿透月壤十幾米到幾十米的深度。利用其不同頻段微波穿透月壤厚度不同的原理可以探測出月壤厚度。
據了解，這也是世界上首次在探月衛星上裝載微波遙感裝置，有很大的技術難度。這臺微波探測儀能探測物體的微波輻射強度，能在所有氣象狀態下全天候工作，且具有穿透能力，可探測深埋的物體，包括月球上氦-3的總量及分佈。
微波探測儀還能測出月球背面的亮度、溫度圖和月球兩極地面的信息。
“嫦娥使命”3
尋找人類所需終極能源
“嫦娥一號”此次上天的第三項任務是探測月壤厚度，歐陽自遠將這個任務的終極目標概括為替人類尋找新的能源。
人類需要一種終極的能源，石油、天然氣、煤炭遲早都要耗光，氦-3是可控核聚變的第二代燃料，地球上的資源嚴重匱乏，而月球上的資源幾乎是取之不盡、用之不竭。“所以我們現在要做的就是探測全月球月壤層的厚度並反演氦-3的資源量和分佈”。歐陽自遠介紹説。我國經過一兩年的論證，認為這個目標具備實現條件。國際上對這個目標很關注，現在美國和歐洲也在考慮做。
各國的探月衛星都是帶著尋找新能源的目的發射的，中國空間技術研究院研究員、《國際太空》雜誌副主編龐之浩曾介紹説，1998年美國勘探者探測器是人類第一個撞月球的探測器，目的是驗證月球上有沒有水冰。它是用中子探測器發現某個地方中子多，中子多有可能氫多，氫多有可能水多。然後就是通過撞擊，把水冰汽化，但是很遺憾沒有發現水蒸氣。
實際上日本對月球早已虎視眈眈，因為日本缺乏資源，聽説月球上有氦-3，早就想開發月球。1991年就搞了“月球A”，但由於技術原因下馬了。
●專家解讀
焦維新指出，太陽系地外資源非常豐富，月球上目前我們已經知道的礦物質至少有100多種。我們探測月壤厚度，其中有一個目的就是估算出氦- 3的含量。通過直接探測知道氦-3在月壤單位體積的含量，然後再通過月壤的厚度估算出氦-3的含量。
我國探月工程的一項重要計劃，就是對月球氦-3含量和分佈進行一次由空間到實地的詳細勘察，為人類未來利用月球核能奠定堅實的基礎。
“嫦娥使命”4
探測地月空間環境
這是我國第一次探測距離地球40萬千米範圍內的空間環境，這是一項基礎性的工作。太陽風等空間環境因素對人類的生活和航天活動都有很大影響。“嫦娥一號”衛星通過高能粒子探測器和低能離子探測器探測地月空間環境。
●專家解讀
專家介紹，國內目前僅監測過7萬km以內的空間環境，“嫦娥一號”將首次探測遠至4萬至40萬km間的空間環境，這些關鍵科學數據，對今後深空探測器的環境防護設計具有重要的參考價值。
-新聞鏈結
“超級望遠鏡”接收“嫦娥”信號
“嫦娥一號”衛星仿佛一隻即將放飛月球的“風箏”，要精確地從地球軌道奔向月球軌道，就得抓住“風箏”後面那根無形的線，而這根線的一頭就拴在上海、北京、烏魯木齊及昆明四地天文站組成的“超級望遠鏡”上，這對衛星的監測、信號的接收，十分重要。
“嫦娥一號”複雜精密的運行軌道，必須由多臺射電望遠鏡通過VLBI(甚長基線干涉)技術聯網測定。據悉，這將是我國VLBI首次應用於航天工程。
天文學家告訴記者，VLBI的神奇之處在於，即使某臺射電望遠鏡的口徑只有25米，但它一旦與東西南北不同方位的同類望遠鏡聯網，其口徑就相當於各望遠鏡之間的地理跨度。
目前，上海、北京、烏魯木齊及昆明4座天文站點已實現VLBI聯網，這樣一來，“超級望遠鏡”口徑達到3000公里左右。屆時，四地對“嫦娥”的實時測量數據，將集中到上海天文臺的VLBI數據處理和指揮調度中心，並與國家航天測控系統一起，為“嫦娥”測軌定軌。據了解，這張VLBI網的分辨率，相當於身處上海佘山山頂，就能目視月球上一個足球場大小的目標。(綜合)
本版采寫本報記者 鮑穎
責編：趙旋璇
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