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【專家解說】：嫦娥1號”奔月之旅較原定計(jì)劃推遲了近一個(gè)月，預(yù)計(jì)在下月正式啟動?！版隙鹨惶枴痹缭谝粋€(gè)多月前已進(jìn)入發(fā)射中心技術(shù)場地，為“嫦娥一號”新修的發(fā)射平臺也已進(jìn)入待命狀態(tài)，運(yùn)載“嫦娥一號”的火箭不日將進(jìn)入發(fā)射中心。 除了我國，日本、印度、德國也公布了探月計(jì)劃，如何看待這些計(jì)劃呢？月球探測工程中心副主任郝希凡說，各國的月球探測計(jì)劃既有共同點(diǎn)，又各有特色。首先，在新一輪月球探測高潮中，各國都選擇繞月探測作為第一步。第二，中國、日本、印度、德國這些首次開展月球探測的國家，公布的規(guī)劃有著驚人的相似，幾乎都是走“繞”“落”“回”的路線。第三，中國、日本、印度、德國開展首次繞月探測的科學(xué)目標(biāo)基本一致，都包含了繪制月球全圖、月球資源調(diào)查、地月環(huán)境探測等主要目標(biāo)。第四，這些國家開展月球探測活動的最終目標(biāo)有所不同。根據(jù)這種不同，可以將目前開展月球探測的國家劃分成兩個(gè)集團(tuán)。第一個(gè)集團(tuán)是美、俄和歐空局，他們都明確地將載人登月、建立有人長期駐扎的月球基地作為目標(biāo)。第二個(gè)集團(tuán)是日本、印度、德國和我國等首次開展月球探測的國家，這些國家處于月球探測的起步階段，積累經(jīng)驗(yàn)、發(fā)展技術(shù)是首要目標(biāo)。第五，首次探月的各國基本目標(biāo)相似，但又各有創(chuàng)意，體現(xiàn)出了各國科學(xué)家的想象力。我們的嫦娥一號將在世界上首次利用微波的方法探測月壤特性；日本的Selene—1探測器攜帶了兩個(gè)子探測器在世界上首次探測月球背面的重力場；而印度在探測器小型化方面做得很有特色。 參考資料：中國測繪新聞網(wǎng) 新華網(wǎng)北京3月4日電（記者齊湘輝 秦大軍）全國政協(xié)委員、載人航天火箭系統(tǒng)顧問組組長、“神舟”五號火箭總指揮黃春平4日接受新華社記者專訪表示，“神舟”七號”發(fā)射時(shí)間將推遲半年左右，原定2007年的發(fā)射計(jì)劃將拖后到2008年。 黃春平說，發(fā)射計(jì)劃延期，“并不是出了什么問題，而是工作周期決定?！薄吧裰邸逼咛柣鸺恳粋€(gè)部件都需要經(jīng)過復(fù)雜的工作周期，首先要進(jìn)行單樣技術(shù)攻關(guān)，攻關(guān)合格后再設(shè)定方案、原理考核，之后進(jìn)入抽樣階段。這一階段要解決兩方面的任務(wù)，一是要通過性能指標(biāo)測試，二是原材料、加工等工藝能力在工廠的生產(chǎn)能力范圍內(nèi)。抽樣合格后，再修改設(shè)計(jì)，做試樣生產(chǎn)，再進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)入工廠生產(chǎn)。此外，還要請相關(guān)專家進(jìn)行測評。因此，“這是一個(gè)復(fù)雜的工程，要一步一個(gè)腳印，不能急于求成?！? 黃春平介紹，與神五、神六不同，“神舟”七號火箭在研制上的關(guān)鍵點(diǎn)是宇航服和氣門閘。因?yàn)椤吧裰邸逼咛枌?shí)現(xiàn)太空行走，航天員能否從艙內(nèi)氣壓驟然適應(yīng)真空環(huán)境，氣門閘和宇航服扮演了重要角色。 “目前，‘神舟’七號的其他部件都差不多了，只有宇航服還要攻關(guān)，宇航服的研究進(jìn)度決定了神七進(jìn)度?！秉S春平又補(bǔ)充說，“不過，中國完全有能力解決?！? 黃春平說，為了適應(yīng)真空的環(huán)境，“神舟”七號宇航服從氣密、通信、排泄、通訊、電源、活動關(guān)節(jié)等各方面，都要比神六有較大提高。 據(jù)黃春平預(yù)測，“神舟”七號將有三名航天員，一個(gè)要出艙行走，一個(gè)在軌道艙迎接，返回艙還要留人。出艙活動將有行走、操作、擰螺釘?shù)劝惭b設(shè)備等項(xiàng)目，為今后建立太空空間站作準(zhǔn)備 根據(jù)中國探月衛(wèi)星工程的四大科學(xué)目標(biāo)，嫦娥1號選用的有效載荷有6套24件，包括CCD立體相機(jī)、激光高度計(jì)、成像光譜儀、伽馬/X射線譜儀、微波探測儀和太陽風(fēng)粒子探測器等。其中CCD立體相機(jī)是拍攝全月面三維影像的專用相機(jī)，在中國屬首次使用；成像光譜儀用于獲取月面光波圖譜；伽馬/X射線譜儀用于探測月球表面元素；微波探測儀除用于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。 由激光器、望遠(yuǎn)鏡和接收電路三部分組成的激光高度計(jì)，由中科院上海技術(shù)物理研究所研制。它在探月衛(wèi)星的發(fā)射階段和轉(zhuǎn)移階段都處在“睡眠狀態(tài)”。衛(wèi)星進(jìn)入環(huán)月軌道后，激光高度計(jì)首先向月面發(fā)射激光束，并立刻用望遠(yuǎn)鏡把反射回來的光束變成電信號；接著，接收電路盒將迅速進(jìn)行精確計(jì)算，用最短時(shí)間得出該探測點(diǎn)的月球海拔高度。激光高度計(jì)完成繞月旅行，月面每個(gè)探測點(diǎn)的海拔高度就一清二楚了。這些數(shù)值一旦與CCD立體相機(jī)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(jì)發(fā)射的探測點(diǎn)足夠密，就能獲得覆蓋整個(gè)月球的地形圖，包括人類探月活動從未涉及的月球兩極區(qū)域。 據(jù)探月專家介紹，美國、歐空局、俄羅斯和日本等以前從未在探月過程中使用過可以全天候、全天時(shí)工作和具有一定穿透能力的微波遙感技術(shù)，所以嫦娥1號上的微波探測儀是世界上首次在探月衛(wèi)星上裝載微波遙感裝置，用以實(shí)現(xiàn)對月面更為細(xì)致深入的探測，并將對所發(fā)回的數(shù)據(jù)進(jìn)行反演和解析。不過，由于月球遠(yuǎn)離地球，對月球進(jìn)行微波遙感探測有很大的技術(shù)難度和一定的風(fēng)險(xiǎn)。為確保探測成功和能穩(wěn)定地發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，現(xiàn)正加強(qiáng)對月球微波遙感的地面仿真研究，在借鑒以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)。 嫦娥1號有效載荷共重130千克。早在2004年1月7日，所有24件儀器就完成了首輪聯(lián)合測試，結(jié)果相當(dāng)成功。測試表明，探測儀器設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題已基本攻克，并解決了設(shè)備間的接口技術(shù)。全部探測儀器于2004年9月交付，并與衛(wèi)星平臺一起進(jìn)行噪聲、振動、輻射和真空等各種空間環(huán)境的模擬測試。 使用成熟的火箭 按照計(jì)劃，長征3號甲被選為月球探測衛(wèi)星的運(yùn)載火箭，發(fā)射場選在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，但要進(jìn)行必要的適應(yīng)性改造。 根據(jù)設(shè)計(jì)，嫦娥1號的運(yùn)行軌道近地點(diǎn)為200千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)為51000千米，屬于大橢圓軌道?；鸺仨毦_地將探測器送入預(yù)定軌道，才能準(zhǔn)確完成預(yù)定探測任務(wù)。為滿足探月衛(wèi)星的特殊要求，長征3號甲火箭控制系統(tǒng)增加了單機(jī)和線路備份，確保飛行過程中不出現(xiàn)任何偏差，萬無一失。 選擇長征3號甲主要考慮到它是長征系列火箭家族中發(fā)射成功率最高的成員之一。該火箭擁有更靈活而先進(jìn)的控制系統(tǒng)，可在星箭分離前對有效載荷進(jìn)行大姿態(tài)調(diào)姿定向，并提供可調(diào)整的衛(wèi)星起旋速率，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。它主要用于發(fā)射地球同步軌道有效載荷，同時(shí)兼顧低軌道和太陽同步軌道等其它軌道有效載荷的發(fā)射，也可進(jìn)行一箭雙星或多星發(fā)射。 目前執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的長征3號甲火箭已進(jìn)入試樣研制階段，部分組件和箭體已開始投產(chǎn)。但由于月球探測器尚處于初樣設(shè)計(jì)階段，今后研制人員還將根隨著探測器研制的深入，逐步對火箭設(shè)計(jì)進(jìn)行適應(yīng)性修改，預(yù)計(jì)將于兩年后出廠。 嫦娥1號發(fā)射時(shí)間的選擇要考慮到光照、太陽入射角、測控條件和軌道限制等因素。發(fā)射后，衛(wèi)星將用8～9天時(shí)間完成調(diào)相軌道段、地-月轉(zhuǎn)移軌道段和環(huán)月軌道段飛行。在經(jīng)過發(fā)射、飛行和進(jìn)入預(yù)定軌道等程序后，如何將探測數(shù)據(jù)傳回地面，是工程的技術(shù)難題。 嫦娥1號工程副總設(shè)計(jì)師龍樂豪說，通俗一點(diǎn)講，該工程有三大目標(biāo)，即“到得了”、“轉(zhuǎn)得起”和“傳得到”。嫦娥1號從起飛到進(jìn)入目標(biāo)軌道將多次經(jīng)過中國上空。如地理位置和天氣條件允許，人們有可能用肉眼觀測到現(xiàn)代“嫦娥奔月”的情景。 測控和應(yīng)用系統(tǒng) 由于旅途遙遠(yuǎn)，所以測控系統(tǒng)尤為重要。測控系統(tǒng)將以中國現(xiàn)有的S頻段航天測控網(wǎng)為主，輔以甚長基線干涉儀天文測量系統(tǒng)組成，并進(jìn)行必要的適應(yīng)性改造。 嫦娥1號衛(wèi)星不僅需要對月球進(jìn)行全天候的觀測，還需要把太陽能電池板始終對準(zhǔn)太陽，同時(shí)又要把傳送天線對準(zhǔn)地球。目前，中國在上海佘山和烏魯木齊分別擁有一個(gè)直徑25米的天線，但它們只能有4～6小時(shí)可用來接收星上信息。為了嫦娥1號計(jì)劃的順利實(shí)施，中國將分別在北京和昆明設(shè)一個(gè)直徑50米(國內(nèi)最大)和一個(gè)直徑40米的天線。這樣在我們的國土上，可用4個(gè)天線交叉干涉，對近40萬千米遠(yuǎn)的嫦娥1號進(jìn)行測控，并為應(yīng)對外界干擾因素和意外因素留有應(yīng)急的能量。 地面應(yīng)用系統(tǒng)包括月球探測衛(wèi)星運(yùn)行管理中心、數(shù)據(jù)接收中心以及科學(xué)數(shù)據(jù)處理和研究中心三個(gè)部分。 四大難關(guān) 雖然衛(wèi)星和火箭采用成熟技術(shù)，但還是要攻克一些技術(shù)難點(diǎn)。中國航天器已到達(dá)的距地球最遠(yuǎn)距離為7萬千米，而月球距地球達(dá)38萬千米。而且月球以及月球與地球和太陽的相對關(guān)系具有其固有的特點(diǎn)，所以月球探測衛(wèi)星與一般的地球衛(wèi)星有很大不同。 據(jù)權(quán)威人士介紹，研制和發(fā)射嫦娥1號探月衛(wèi)星的技術(shù)難點(diǎn)主要有4點(diǎn)： 一是軌道設(shè)計(jì)與控制。它是實(shí)現(xiàn)月球探測衛(wèi)星繞月飛行的基本保證。在飛往月球軌道的過程中，月球衛(wèi)星既不能碰著月球，也不能飛過去，因此軌道設(shè)計(jì)和控制是一個(gè)新問題。必須正確認(rèn)識月球衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的客觀規(guī)律，尋找合理的工程實(shí)施途徑。 二是測控和數(shù)據(jù)傳輸。地月相距遙遠(yuǎn)，測控信號的空間衰減明顯增大。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星繞月飛行，需經(jīng)歷復(fù)雜的軌道轉(zhuǎn)移過程，其間的測控任務(wù)對星上和地面測控系統(tǒng)提出了更高要求。38萬千米外的探測帶來衛(wèi)星天線怎么設(shè)計(jì)和地面站怎么設(shè)計(jì)等問題。 三是制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制。月球探測衛(wèi)星從繞地飛行到準(zhǔn)確進(jìn)入繞月飛行軌道，需經(jīng)歷多次復(fù)雜的軌道和姿態(tài)機(jī)動，要求控制精度高和實(shí)時(shí)性強(qiáng)。衛(wèi)星對地觀測是兩體定向，即太陽帆板對日定向，觀測設(shè)備和測控通信設(shè)備對地定向，以觀測和傳輸信息。而繞月衛(wèi)星是三體定向，即太陽帆板對日，觀測設(shè)備對月，測控通信設(shè)備對地。三體定向問題要復(fù)雜得多。 四是熱控技術(shù)。衛(wèi)星繞著月球轉(zhuǎn)，月球繞著地球轉(zhuǎn)，地球又帶著月球和月球旁的衛(wèi)星繞著太陽轉(zhuǎn)，相對關(guān)系比較復(fù)雜，從而導(dǎo)致繞月衛(wèi)星的熱變化巨大。而我們只能給嫦娥1號穿一件“衣服”，不能換。這件“衣服”要做到熱的時(shí)候不熱，冷的時(shí)候不冷，這是個(gè)難題。由于要經(jīng)歷復(fù)雜的熱環(huán)境，熱控技術(shù)必須適應(yīng)復(fù)雜的外部溫度變化，以保證星上所有設(shè)備處在正常的工作溫度范圍。