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桥南公社博客

弯弯曲曲的十八盘,走过了英雄千千万

 
 
 

日志

 
 

中国探月英雄姐妹(上)  

2013-05-15 19:46:51|  分类: 小常识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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北京社员(603):雷达兵

 

 嫦娥一号卫星和嫦娥二号卫星,是同胞姐妹。实际上二号妹妹是一号姐姐的备份星,姐姐的优异表现和成功,使妹妹升级为二号卫星。发自内心的再来夸夸这对英雄姐妹。

   20071024日,西昌卫星发射中心,在长征三号甲运载火箭的轰鸣声中,中国的首颗绕月探测的嫦娥一号卫星升空。“嫦娥奔月”这个在中国古老的神话故事成为现实。拉开了探月工程实战的序幕。

 

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  嫦娥一号 200710241805分起飞

             

探月工程作为国家重大科技专项,是我国在发展人造卫星和载人航天之后,空间科学和技术发展的第三个里程碑。中国首次月球探测工程由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成,工程系统五项工程目标:

1.研制和发射中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。

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

先说说嫦娥大姑娘获得的几个第一:

中国的首个探月使者;

第一颗中国的绕月探测的卫星;

传回中国探月第一幅月面的光学图像;

第一次微波被动成像探测月球;

第一次创造了中国初步的“微波月球”“数字月球”;

嫦娥大姑娘那代表中华民族优美歌声第一次在月球唱响,传向无穷远的宇宙空间;

第一次中国探月的卫星受控撞击月球成功,将自己的身躯和最后的绚烂,永远地留在了静谧、遥远的月球土地上。

中国宣布,获得的许多数据将完全公开,供全世界的科学家研究分享。中国“嫦娥姑娘”,将为人类的航天事业做出自己的贡献。

 

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嫦娥一号电性能测试                  

        再说英雄姐妹共同四大科学任务:

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、探测地球至月球的空间环境。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。

两颗嫦娥卫星的共同点:

探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。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。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。搭载的有效载荷包括:微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等。微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测,这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测。空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成,将探测地月和近月的空间环境参数。还有用于拍摄地表面照片的CCD相机。

 

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                          嫦娥二号整星测试

 

她们携带的科学仪器包括:CCD立体相机(用于拍摄全月面三维影像);激光高度计;成像光谱仪(用于获取月面光波图谱);伽马/X射线谱仪(用于探测月球表面元素);太阳高能粒子探测器;太阳风离子探测器。

微波探测仪(世界上首次在探月卫星上使用):获取全月球表面微波图;探测月壤特性月壤厚度,评估清洁的氦-3资源;月球背面亮度温度图和月球两极地面信息;开展太阳系其它行星和宇宙背景的微波和亚毫米波探测研究。

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          卫星微波探测仪(左侧深空探测天线,右侧对月探测天线)

      

    工作频率:3GHz40GHz。实测在轨舱外温度,正120度,负180度。

 

嫦娥两姐妹的不同点:

妹妹小,应该受到多一些的宠爱。

妹妹乘坐的火箭改为推力更大的长三丙火箭,探索快速直达月球的新轨道,由于采用了不同的轨道设计,将嫦娥一号近12天的奔月时间,缩短为约用5天(120小时)即可到达月球。

 

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             嫦娥二号 20101011859分从西昌起飞

 

  我院西安光机所为嫦娥二号研制了分辨率7米的相机,比姐姐的相机分辨率提高了17倍。同时还配备了4台监视小相机。这是小妹妹发回的光学照片:

 

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       嫦娥二号7米分辨率全月球影像数据,相对配准精度不超过两个像元,影像色调一致,层次丰富,图像清晰。目前,国际上除中国外,还没有其他国家获得和发布过优于7米分辨率、100%覆盖全月球表面的全月球影像图。经过相关领域专家评审,一致认为:嫦娥二号7米分辨率全月球影像图,达到国际领先水平:

 

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嫦娥二号装备的大容量存储器相比嫦娥一号的存储容量提高3倍,数据存储及处理速率提高100多倍。

妹妹绕月球轨道高度比姐姐低一倍为100公里,同时要为嫦娥三号着陆月球精确探路。

嫦娥二号加装了X 波段测控应答机。

试验使命增加了六项:

一、配合运载火箭验证地月转移轨道直接发射技术;

二、验证距月面100千米近月制动的月球轨道捕获技术;

三、验证100千米×15千米轨道机动与飞行技术;

四、对二期工程的备选着陆区进行高分辨率成像试验;

五、搭载轻小型化X频段深空应答机,配合我国新建的X频段地面测控站,试验X频段测控技术;

六、试验遥测信道低密度奇偶校验码(LDPC)编码技术,月地高速数据传输技术及降落相机技术。

     说实话,从小妹妹备份星身份,升级为嫦娥二号卫星的那一刻起,我就一直为小妹妹担心。嫦娥二号卫星的设计在轨寿命为半年,已经地面储存将近四年,虽然复测的各项指标很好,还是觉得放心不下。但是小妹妹后来的优秀表现和超水平发挥,令人拍手叫好。

 

    嫦娥卫星在轨飞行的仿真图片:

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