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科普广播会讲稿7——嫦娥奔月

编辑: 发布时间:2010-10-15 17:10:57 浏览次数:

  主讲:宋正刚

  嫦娥二号卫星已于2010年10月1日发射,用约112小时的时间直飞月球。嫦娥二号是嫦娥一号卫星的姐妹星,由长三丙火箭发射。由于嫦娥二号的主要任务是要获得更清晰更详细的月球表面影象数据和月球极区表面数据,因此卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高,达到十米左右,其它探测设备也将有所改进,所探测到的有关月球的数据将更加详实。
  与嫦娥一号相比,嫦娥二号最大的优点就是到月球上更快了,嫦娥一号环绕地球飞了7天,然后才飞向月球。而嫦娥二号将直接飞到月球,飞行时间大概需要120个小时。
  嫦娥工程分为三步,在实现卫星绕月之后,将是发射着陆器到月球上。关键技术的攻关工作目前已经开始,将在两年内获得突破。嫦娥二号是我国月球探测第二期工程的先导星,为二期工程积累工程经验。除了“直飞”月球外,嫦娥二号还可以使拍摄的月球图片分辨率从120米提高到10米。他透露,由于嫦娥二号的分辨率更高,将能看到人类过去包括中国人在月球上留下的痕迹。他指出,嫦娥系列卫星的主要目的是对月球进行探测。目前嫦娥三号也进展顺利,完成了方案阶段研制工作,已进入初样研制阶段,进行技术测试。“初样阶段大概1到2年能完成,然后便进入正样阶段。按计划,将在2013年之前发射,并最终落在月球上。” 谈到中国未来的探月计划,叶培建透露,在嫦娥三号之后,中国还会有嫦娥五号、嫦娥六号卫星,发射后蟹祷亍?
  “嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份卫星,因此两颗卫星在外形和重量上并没有太大差别。不过它的绕月飞行轨道将由嫦娥一号时的200公里高度降低到100公里,这样它就能把月球看得更清楚了。为此,科研人员为它安装了分辨率为10米的CCD相机,这就比嫦娥一号120米分辨率的相机拍得更清晰、更详细。
  嫦娥二号”与“嫦娥一号”相比有几点不同,具体体现在着陆方式与相机分辨率等方面。嫦娥二号还将延续嫦娥一号的科学目标,对月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境等做更进一步的科学探测。
  按照规划,中国的“嫦娥三号”卫星将携带月球车在月面着陆,因此,“嫦娥二号”的一个重要任务就是要为“嫦娥三号”探路,在完成绕月探测后,它将采取“软着陆”的方式降落月球。
  与嫦娥一号任务相比,嫦娥二号技术更新,难度更大,系统更复杂,将实现六个方面的技术创新与突破。
  一是突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术。嫦娥一号是先发射到地球附近的过渡轨道,再经过自身多次调整进入奔月轨道;而嫦娥二号卫星将由运载火箭直接送入近地点200公里,远地点约38万公里的奔月轨道,这样效率更高。嫦娥一号用了近14天时间进入工作轨道,嫦娥二号7天以内就可做到。相比嫦娥一号任务,嫦娥二号任务对运载火箭推力要求更大,入轨精度和控制精度要求更高。
  二是试验X频段深空测控技术,初步验证深空测控体制。嫦娥二号任务飞行测控将首次验证我国新建的X频段深空测控体制。相比嫦娥一号任务中使用的S频段卫星测控网,X频段无线电传输信号频率更高,远距离测控通信效果更好。
  三是验证100公里月球轨道捕获技术。相比嫦娥一号在距月面200公里处被月球捕获,嫦娥二号将在距月面100公里处进行制动,飞行速度更快,轨道更低,制动量更大,同时月球不均匀重力场对卫星轨道的摄动影响也相应增大,大大提高了对卫星制动控制精度的要求。
  四是验证100公里×15公里轨道机动与快速测定轨技术。嫦娥二号要验证100公里×15公里轨道机动与快速测定轨技术,测试将飞行轨道由100公里圆轨道调整为远月点100公里、近月点15公里的椭圆轨道的能力。
  五是试验全新的着陆相机,数据传输能力大幅提高。嫦娥二号增加配置了降落相机,以检验对月成像能力,为嫦娥三号月面软着陆做准备。数据传输速率也由嫦娥一号的3兆每秒翻倍为6兆每秒,还将进行12兆每秒的传播速率试验。
  六是对嫦娥三号预选着陆区进行高分辨率成像试验。嫦娥一号搭载的CCD相机分辨率为120米。而嫦娥二号在100公里圆轨道和100公里×15公里轨道的近月点处,将分别对嫦娥三号的预选着陆区进行优于10米和1.5米分辨率的成像试验,分辨率有了很大提高。
  与嫦娥一号相比,嫦娥二号任务要在技术上实现多项新的突破,在许多关键技术方面都要进行原始创新,任务更加艰巨,风险性更大,工程各系统和全体参研人员正在按照“高标准、高质量、高效率”的要求开展工作,力争圆满完成任务。
  作为“嫦娥二期”的先导星,“嫦娥二号”将于年底前发射,其飞赴月球的时间将比“嫦娥一号”缩短,估计不到5天即可到达月球轨道。 欧阳自远说,“嫦娥二号”其实是“嫦娥一号”的备份星。在“嫦娥一号”圆满出色地完成任务后,没有必要再发射备份星。为此,在对原“嫦娥二号”作一些改进的基础上,让“嫦娥二号”作为“嫦娥二期”的先导星进行发射,实行对月球进行“精细探测”的任务,以利于今后更安全地在月球表面着陆。要在月球上着陆,就必须精细地了解着陆点的地形地貌。为此,“嫦娥二号”的激光高度计作了一些改进,一次可以测5个点的高程数据,较“嫦娥一号”一次测1个点有很大提高。与此同时,“嫦娥二号”所携带的CCD立体相机的空间分辨率小于10米,并将在距月球约100公里的轨道上绕月运行,较“嫦娥一号”的距月球200公里高的轨道要低,从而可对重点地区作出精细测绘。发射“嫦娥二号”与“嫦娥一号”的背景不一样,“嫦娥一号”发射时,中国人从来没去过月球,因此比较小心谨慎,“嫦娥一号”的轨道是慢慢慢慢地调,走了大约13天14小时19分,行程206万公里才到月球。这次发射“嫦娥二号”,大家更有把握了,可以直接地向月球发射,轨道设计也改变了,估计不到5天就可以到达月球,然后要让月球“抓住”“嫦娥二号”,让它成为月球的卫星,再调整轨道,让它按照大家的要求开展系列的工作。
  研究发现,月球表面土壤中富含大量的氦3,初步估计有上百万吨。目前科学家正在利用氘-氚建立核聚变实验堆,而利用氘-氦3参与的核聚变发电向人类提供能源,是科学家目前正在研究的课题。作为核聚变中必不可少、安全的核聚变燃料,氦3在地球上分布极少,“可以说基本上没有”。在核聚变发电商业化的前提下,如果能够解决将氦3运回地球这一问题的话,8吨的氦3可解决全中国一年的能源供应总量。月球上百万吨的氦3为全人类提供几千年的能源是没有问题的。

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