 |
八種探測儀器
 |
長征三號甲火箭結構
本報訊 繞月探測工程衛星系統副總設計師孫澤洲介紹，“嫦娥一號”衛星是一個兩米多長的立方體，外形與東方紅三號衛星相似。
衛星兩側各裝有一個大型展開式太陽電池翼，當兩側太陽翼完全展開後，最大跨度可以達到18米。它的起飛重量為2350kg，設計壽命為一年。和神舟六號飛船的重量、體積相比，“嫦娥一號”要小一號。
“嫦娥一號”上面搭載了八種探測儀器共24件設備，包括獨創CCD立體相機、伽馬/X射線譜儀、微波探測儀等等，這些設備在中國都屬首次使用，有的是世界首創。
為了防止在以往的探測中，經常會出現某個探測設備突然失靈，繞月探測工程衛星系統副總設計師孫輝先透露，這次探測當中使用的8種探測設備都是由我國科技人員自行設計和研製的。有效載荷的八種探測儀器共24件設備均有備份。八種探測儀器中的任何一台失效，只會影響這一台設備的探測結果而不會影響其他設備。
他同時表示，任何一台探測儀器的損壞只會影響我們實現科學目標的程度，而不會導致整個探測任務的失敗。因為每一個科學目標都可能有兩種或者三種設備來完成，月壤厚度探測是由微波探測器一種設備完成，而這個設備中有四個不同的波段，任何一個波段的失效其他三個波段仍然可以完成科學目標。
1“衛星系統”
8類儀器司職探測
衛星平臺為東方紅三號，能完成多次變軌任務
“嫦娥一號”根據探測任務的要求分為衛星平臺和有效載荷兩大部分。基本平臺選用“東方紅”三號衛星平臺，但是又根據月球探測任務需要進行了技術改進。選用“東方紅”三號衛星平臺主要是由於它的高度可靠性，並能夠較快地完成多次變軌任務。
嫦娥一號選用的有效載荷有8類儀器，包括CCD立體相機、激光高度計、干涉成像光譜儀、伽馬射線譜儀、X射線譜儀、微波探測儀、太陽高能粒子探測器和低能離子探測器等。這8類儀器全部承擔了嫦娥一號的4大探測任務。
專用相機拍攝全月面影像
CCD相機和激光高度計共同承擔月球表面三維影像探測任務。其中CCD立體相機是拍攝全月面三維影像的專用相機，在中國屬首次使用。激光高度計用於探測月球海拔高度，這些數值與CCD立體相機拍攝的平面圖像相疊加，就是一幅完整而精確的月面三維地形圖。只要激光高度計發射的探測點足夠密，就能獲得覆蓋整個月球的地形圖，包括人類探月活動從未涉及的月球兩極區域。
干涉成像光譜儀、伽瑪/X射線譜儀共同承擔月表化學元素與物質探測任務。干涉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，兩種儀器所獲得的數據結合起來，就可以繪製各元素的全月球分佈圖，月球岩石、礦物和地質學專題圖等，發現各元素在月表的富集區，評估月球礦産資源的開發利用前景等。
微波探測儀首次探月
微波探測儀承擔月壤厚度探測任務。這次“嫦娥一號”身上攜帶的微波探測儀是世界上首次在探月衛星上裝載微波遙感裝置，用以實現對月面更為細緻深入的探測，並將對所發回的數據進行反演和解析。微波探測儀除用於獲取月壤厚度信息外，還能給出月球背面的亮度溫度圖和月球兩極地面的信息。
太陽高能粒子探測器和低能離子探測器則是進行地月空間環境探測。太陽高能粒子探測器負責捕獲太陽宇宙線高能粒子如質子、重離子和電子等；而低能離子探測器則負責捕獲太陽風中的低能離子體，並以此為基礎研究地月空間環境。它們共同研究太陽風和月球的相互作用，深入認識空間物理現象對地球空間以及對月球空間的影響。
2“火箭系統”
“金牌火箭”運送嫦娥
此前共發射14次，成功率百分之百
根據設計，“嫦娥一號”的運行軌道近地點為200千米，遠地點為51000千米，屬於大橢圓軌道。只有先期精準地將“嫦娥一號”送入預定軌道，才能準確完成以後的出使任務，因此，任務的艱巨性決定了需要用優秀的運載火箭。
“長征三號甲”運載火箭是中國歷時8年自行研製的三級大型液體運載火箭。中國科學院院士、中國運載火箭技術研究院專家余夢倫透露，實際上“長征三號乙”的運載能量還要大。之所以最後選中長征三號甲，主要是因為長征三號甲火箭自1994年第一次發射至今，共發射了14次，成功率是百分之百。所以它是到目前為止最可靠的運載火箭。
“長征三號甲”身長52.52米，一、二級直徑3.35米，三級直徑3米，整流罩直徑3.35米。火箭起飛質量約242噸，起飛推力2962千牛。火箭一、二級採用常規推進劑四氧化二氮/偏二甲肼，三級採用低溫推進劑液氧/液氫。火箭一級裝有四台並聯的液體火箭發動機，單臺海平面推力為75噸，每台都可在伺服機構帶動下做切向搖擺，以實現對火箭飛行姿態的控制。二級發動機由一台主機(推力75噸)和帶四個小噴管的游動發動機(推力為4.8噸)組成，游動發動機噴管可做單向搖擺，以實現對箭體飛行姿態的控制。三級則採用新研製的氫氧發動機，具有真空二次啟動能力，由兩台獨立的單管發動機並聯而成，每台推力8噸，可在伺服機構帶動下雙向搖擺，實現對三級箭體飛行姿態的控制。
同時，“長征三號甲”運載火箭還擁有更靈活先進的控制系統。可在星箭分離前對有效載荷進行大姿態調姿定向，並提供可調整的衛星起旋速率，具有很強的適應性。它主要用於發射地球同步軌道有效載荷，同時兼顧低軌道和太陽同步軌道等其他軌道有效載荷的發射，也可進行一箭雙星或多星發射。
當然，為了適應“嫦娥一號”的探月特殊使命，“長征三號甲”火箭還在控制系統中增加了單機和線路備份，以確保在飛行過程中不出現任何偏差，萬無一失。
3“測控系統”
巨網測控遠程“導航”
嫦娥一號衛星的測控系統將以我國S頻段航天測控網為主，輔以中國科學院的甚長基線干涉天文測量系統(VLBI)，並通過國際聯網增加覆蓋時段，負責運載火箭發射和衛星整個飛行任務期間的軌道測量、遙測監視、遙控操作、飛行控制以及衛星探測計劃的實施與操作管理等任務，並通過高精度的測定軌，為地面應用系統處理科學數據提供軌道數據保障。
屆時，將有4個天線交叉干涉，對近40萬千米遠的嫦娥一號進行測控，讓遠行的“嫦娥一號”聽故鄉的聲音，感受親人的深情。
4“地面應用系統”
應用系統“心中有數”
繞月探測工程地面應用系統總部設在國家天文臺，核心任務是進行數據接收和處理，並最終完成繞月探測工程既定科學目標所規定的任務。
從目前情況看，設在北京密雲和雲南昆明的兩個地面站能夠把嫦娥一號衛星發回來的數據完全接收下來。另外可以對星上有效載荷的工作狀態進行實時的監視。
據了解，嫦娥一號衛星探測數據經地面站傳回來以後，地面應用系統將開展科學數據的存儲、歸檔、備份、授權發佈。還將把科學數據處理成科學家及一般公眾能夠看得懂的“産品”。
5“發射場系統”
“嫦娥奔月”始於西昌
西昌衛星發射中心經過20年的建設，已成為世界一流航天發射場，將在我國“嫦娥工程”中承擔重任，負責發射第一顆月球探測衛星。
西昌衛星發射中心主要承擔發射試驗任務的組織指揮，衛星測試的技術勤務保障，星箭卸車(機)，轉載轉運，吊裝對接，火箭測試、加注及發射，火箭一、二級飛行段的測量控制，為發射任務提供通信、氣象和其他技術勤務保障。
花絮
“嫦娥”將在太空播放經典曲目
“嫦娥一號”即將升空，與之一同奔月的，還有其搭載的《誰不説俺家鄉好》、《愛我中華》、《梁山伯與祝英臺》、《二泉映月》等30首經典曲目。“嫦娥一號”將在到達繞月軌道後，于距地球38萬公里以外的太空向地球播放這一組歌曲。屆時，每位中國人將能通過收音機、電視機以及互聯網收聽到這些來自太空的中國天籟之音。
此外，國歌《義勇軍進行曲》和搭載我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”在太空奏響的樂曲《東方紅》，因其特殊地位，也將另行安排在“嫦娥一號”衛星上播放。
綜合本報記者鮑穎新華社等媒體報道
責編：趙旋璇
更多相關新聞
