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嫦娥三號的“五大使命”
www.hellotw.com    日期:2013年12月02日 08:53    來源:中國新聞網   字號:  
 

承載著中國“探月夢”的嫦娥三號月球探測器,2日淩晨在西昌發射升空。經過十多天飛行後,嫦娥三號將實施月面軟著陸。而從那一刻起,它將肩負起“五大使命”。

首次在地外天體軟著陸

作為“落月”探測的執行者,嫦娥三號將採用與嫦娥二號相同的奔月方式,即由運載火箭直接送入地月轉移軌道,從近月點進入環月軌道,運行數天后,進入橢圓軌道。

當到達高度為15千米的近月點後,嫦娥三號開始動力下降。由於月球上沒有大氣,嫦娥三號無法依靠降落傘著陸,只能由著陸器上的反推發動機來減緩下降速度,最終實現月面軟著陸。

嫦娥三號將實現與月球的親密接觸,期間如何克服月球引力、避開月面障礙物,實現安全平穩著陸,至關重要。

首次實現著陸器與月球車聯合探測

嫦娥三號由著陸器和巡視器(月球車)兩部分組成,它們在月面軟著陸後,將實施著陸器和巡視器的聯合探測。

據了解,著陸器將在月球著陸位置上進行就位探測,而“月球車”則從著陸器上走下來,先圍繞著陸器進行“兩器互拍”,然後按規劃在月球表面一定區域範圍內進行巡視探測,為此將涉及移動、環境感知、路徑規劃、自主避障以及遙分析、遙操作和虛擬現場等關鍵技術。

儘管嫦娥二號提供了精細的“地圖”,但月球車行走路徑中仍有許多不確定因素,地面科技人員如何對遠在40萬公里外的月球車進行遙操作、月球車在月面上如何自主避障、月球車行進過程中是否會有意外的科學發現等問題,是嫦娥三號的使命之一。

降落虹灣 曾是人類研究月球的空白區

按照原先公佈的計劃,嫦娥三號的預選著陸區有5個,分別是虹灣、酒海、濕海、開普勒和阿裏斯基撞擊坑。但綜合各方面情況,虹灣地區的地勢相對平緩,最適合探測器著陸。

中科院院士、中國探月工程高級顧問歐陽自遠説,月球上有很多地方以“海”“洋”命名。但月亮上沒有一滴水。和地球一樣,月球上也有開闊的平原、高地、連綿不斷的山脈,而那些佈滿在月面上大大小小的撞擊坑,則是月球早期受到如隕石、小行星等猛烈撞擊的歷史見證。

“我們希望了解虹灣的知識。比如那裏有什麼石頭,成分是什麼,起因如何。”歐陽自遠説。

另外,嫦娥二號為了保障嫦娥三號“落”得安全,不至於掉到大的月坑裏,已經用CCD立體相機對虹灣進行了局域超高分辨率立體成像,以確保“萬無一失”。

低溫零下180度挑戰著陸器“生命極限”

據了解,著陸器的計劃工作壽命是一年,月球車只有三個月。因此,嫦娥三號必須克服月夜生存的問題。

由於月晝、月夜分別長達14個地球日,且月表的晝夜溫差極大,月晝可高達160攝氏度,月夜最低可降至零下180攝氏度,因此,嫦娥三號探測器系統將首次採用同位素溫差電源與熱利用技術、先進的熱控技術、低重力環境下機構的重復展開與收攏、月塵環境下機構的潤滑與密封等技術,以保證月球車平安度過月夜,繼續開展科學探測。

觀天、看地、測月

嫦娥三號任務的三大科學目標,即:月表形貌與地質構造調查;月表物質成分和可利用資源調查;地球等離子層探測和月基光學天文觀測。

為實現以上科學目標,嫦娥三號搭載了八台有效載荷,其中,月基光學望遠鏡、極紫外相機和測月雷達都是國際上首次應用於月球探測器。

據月球科學領域專家介紹,在月亮上觀天文是世界上很多天文學家最想做的事情之一。月基光學望遠鏡,相當於人類把“天文臺”架到了月球上。在月球觀測天空,研究星系、恒星的活動。

月基光學望遠鏡由望遠鏡主體、反射鏡轉臺組成。對各種天文變源的亮度變化行為進行長時間連續監測,然後拍照把數據傳回地球。因此形象稱之為“觀天”。

而安裝在著陸器上的極紫外相機,它的任務主要是“看地”——對地球赤道附近等離子體層進行極紫外成像探測。嫦娥三號月面軟著陸後,離地球38萬公里,能夠看到地球等離子層的全貌。通過對地球周圍的等離子體層産生的輻射進行全方位、長期的觀測研究,獲取地球等離子體層三維圖像,有助於了解太陽和地球的相互關係。

測月雷達搭載在月球車上,主要進行巡視路線上月球淺表層結構探測,研究月壤厚度與結構特徵。月球車在月面行走,測月雷達可以測月球地底下30米深土壤層的結構和100米深的次表層結構。

專家稱,中國在這方面可謂“開創先河”。

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