嫦娥1號(hào)發(fā)射資料

【專(zhuān)家解說(shuō)】：嫦娥1號(hào)”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(dòng)?！版隙鹨惶?hào)”早在一個(gè)多月前已進(jìn)入發(fā)射中心技術(shù)場(chǎng)地，為“嫦娥一號(hào)”新修的發(fā)射平臺(tái)也已進(jìn)入待命狀態(tài)，運(yùn)載“嫦娥一號(hào)”的火箭不日將進(jìn)入發(fā)射中心。 除了我國(guó)，日本、印度、德國(guó)也公布了探月計(jì)劃，如何看待這些計(jì)劃呢?月球探測(cè)工程中心副主任郝希凡說(shuō)，各國(guó)的月球探測(cè)計(jì)劃既有共同點(diǎn)，又各有特色。首先，在新一輪月球探測(cè)高潮中，各國(guó)都選擇繞月探測(cè)作為第一步。第二，中國(guó)、日本、印度、德國(guó)這些首次開(kāi)展月球探測(cè)的國(guó)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(guó)、日本、印度、德國(guó)開(kāi)展首次繞月探測(cè)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(cè)等主要目標(biāo)。第四，這些國(guó)家開(kāi)展月球探測(cè)活動(dòng)的最終目標(biāo)有所不同。根據(jù)這種不同，可以將目前開(kāi)展月球探測(cè)的國(guó)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(zhǎng)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(guó)和我國(guó)等首次開(kāi)展月球探測(cè)的國(guó)家，這些國(guó)家處于月球探測(cè)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(guó)基本目標(biāo)相似，但又各有創(chuàng)意，體現(xiàn)出了各國(guó)科學(xué)家的想象力。我們的嫦娥一號(hào)將在世界上首次利用微波的方法探測(cè)月壤特性;日本的Selene-1探測(cè)器攜帶了兩個(gè)子探測(cè)器在世界上首次探測(cè)月球背面的重力場(chǎng);而印度在探測(cè)器小型化方面做得很有特色。 參考資料:中國(guó)測(cè)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(guó)政協(xié)委員、載人航天火箭系統(tǒng)顧問(wèn)組組長(zhǎng)、“神舟”五號(hào)火箭總指揮黃春平4日接受新華社記者專(zhuān)訪表示，“神舟”七號(hào)”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(shuō)，發(fā)射計(jì)劃延期，“并不是出了什么問(wèn)題，而是工作周期決定?！薄吧裰邸逼咛?hào)火箭每一個(gè)部件都需要經(jīng)過(guò)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(guò)性能指標(biāo)測(cè)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(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行測(cè)評(píng)。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(hào)火箭在研制上的關(guān)鍵點(diǎn)是宇航服和氣門(mén)閘。因?yàn)椤吧裰邸逼咛?hào)將實(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(mén)閘和宇航服扮演了重要角色。 “目前，‘神舟’七號(hào)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(shuō)，“不過(guò)，中國(guó)完全有能力解決。” 黃春平說(shuō)，為了適應(yīng)真空的環(huán)境，“神舟”七號(hào)宇航服從氣密、通信、排泄、通訊、電源、活動(dòng)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(cè)，“神舟”七號(hào)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(dòng)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(guó)探月衛(wèi)星工程的四大科學(xué)目標(biāo)，嫦娥1號(hào)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(cè)儀和太陽(yáng)風(fēng)粒子探測(cè)器等。其中CCD立體相機(jī)是拍攝全月面三維影像的專(zhuān)用相機(jī)，在中國(guó)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(cè)月球表面元素;微波探測(cè)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(lái)的光束變成電信號(hào);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(cè)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(cè)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(cè)點(diǎn)足夠密，就能獲得覆蓋整個(gè)月球的地形圖，包括人類(lèi)探月活動(dòng)從未涉及的月球兩極區(qū)域。 據(jù)探月專(zhuān)家介紹，美國(guó)、歐空局、俄羅斯和日本等以前從未在探月過(guò)程中使用過(guò)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(hào)上的微波探測(cè)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(duì)月面更為細(xì)致深入的探測(cè)，并將對(duì)所發(fā)回的數(shù)據(jù)進(jìn)行反演和解析。不過(guò)，由于月球遠(yuǎn)離地球，對(duì)月球進(jìn)行微波遙感探測(cè)有很大的技術(shù)難度和一定的風(fēng)險(xiǎn)。為確保探測(cè)成功和能穩(wěn)定地發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，現(xiàn)正加強(qiáng)對(duì)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(hào)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(cè)試，結(jié)果相當(dāng)成功。測(cè)試表明，探測(cè)儀器設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題已基本攻克，并解決了設(shè)備間的接口技術(shù)。全部探測(cè)儀器于2004年9月交付，并與衛(wèi)星平臺(tái)一起進(jìn)行噪聲、振動(dòng)、輻射和真空等各種空間環(huán)境的模擬測(cè)試。 使用成熟的火箭 按照計(jì)劃，長(zhǎng)征3號(hào)甲被選為月球探測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)載火箭，發(fā)射場(chǎng)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(hào)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(cè)器送入預(yù)定軌道，才能準(zhǔn)確完成預(yù)定探測(cè)任務(wù)。為滿(mǎn)足探月衛(wèi)星的特殊要求，長(zhǎng)征3號(hào)甲火箭控制系統(tǒng)增加了單機(jī)和線路備份，確保飛行過(guò)程中不出現(xiàn)任何偏差，萬(wàn)無(wú)一失。 選擇長(zhǎng)征3號(hào)甲主要考慮到它是長(zhǎng)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(duì)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(yáng)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(zhǎng)征3號(hào)甲火箭已進(jìn)入試樣研制階段，部分組件和箭體已開(kāi)始投產(chǎn)。但由于月球探測(cè)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(cè)器研制的深入，逐步對(duì)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(hào)發(fā)射時(shí)間的選擇要考慮到光照、太陽(yáng)入射角、測(cè)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(guò)發(fā)射、飛行和進(jìn)入預(yù)定軌道等程序后，如何將探測(cè)數(shù)據(jù)傳回地面，是工程的技術(shù)難題。 嫦娥1號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師龍樂(lè)豪說(shuō)，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(hào)從起飛到進(jìn)入目標(biāo)軌道將多次經(jīng)過(guò)中國(guó)上空。如地理位置和天氣條件允許，人們有可能用肉眼觀測(cè)到現(xiàn)代“嫦娥奔月”的情景。 測(cè)控和應(yīng)用系統(tǒng) 由于旅途遙遠(yuǎn)，所以測(cè)控系統(tǒng)尤為重要。測(cè)控系統(tǒng)將以中國(guó)現(xiàn)有的S頻段航天測(cè)控網(wǎng)為主，輔以甚長(zhǎng)基線干涉儀天文測(cè)量系統(tǒng)組成，并進(jìn)行必要的適應(yīng)性改造。 嫦娥1號(hào)衛(wèi)星不僅需要對(duì)月球進(jìn)行全天候的觀測(cè)，還需要把太陽(yáng)能電池板始終對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，同時(shí)又要把傳送天線對(duì)準(zhǔn)地球。目前，中國(guó)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(lái)接收星上信息。為了嫦娥1號(hào)計(jì)劃的順利實(shí)施，中國(guó)將分別在北京和昆明設(shè)一個(gè)直徑50米(國(guó)內(nèi)最大)和一個(gè)直徑40米的天線。這樣在我們的國(guó)土上，可用4個(gè)天線交叉干涉，對(duì)近40萬(wàn)千米遠(yuǎn)的嫦娥1號(hào)進(jìn)行測(cè)控，并為應(yīng)對(duì)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(cè)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(guó)航天器已到達(dá)的距地球最遠(yuǎn)距離為7萬(wàn)千米，而月球距地球達(dá)38萬(wàn)千米。而且月球以及月球與地球和太陽(yáng)的相對(duì)關(guān)系具有其固有的特點(diǎn)，所以月球探測(cè)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(hào)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(cè)衛(wèi)星繞月飛行的基本保證。在飛往月球軌道的過(guò)程中，月球衛(wèi)星既不能碰著月球，也不能飛過(guò)去，因此軌道設(shè)計(jì)和控制是一個(gè)新問(wèn)題。必須正確認(rèn)識(shí)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(cè)控和數(shù)據(jù)傳輸。地月相距遙遠(yuǎn)，測(cè)控信號(hào)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(guò)程，其間的測(cè)控任務(wù)對(duì)星上和地面測(cè)控系統(tǒng)提出了更高要求。38萬(wàn)千米外的探測(cè)帶來(lái)衛(wèi)星天線怎么設(shè)計(jì)和地面站怎么設(shè)計(jì)等問(wèn)題。 三是制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制。月球探測(cè)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(dòng)，要求控制精度高和實(shí)時(shí)性強(qiáng)。衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)是兩體定向，即太陽(yáng)帆板對(duì)日定向，觀測(cè)設(shè)備和測(cè)控通信設(shè)備對(duì)地定向，以觀測(cè)和傳輸信息。而繞月衛(wèi)星是三體定向，即太陽(yáng)帆板對(duì)日，觀測(cè)設(shè)備對(duì)月，測(cè)控通信設(shè)備對(duì)地。三體定向問(wèn)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(yáng)轉(zhuǎn)，相對(duì)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(hào)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。