嫦娥一號(hào)
過程
嫦娥1號(hào)的“奔月”路線圖
18:05:04.602:嫦娥一號(hào)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。
18:07:嫦娥一號(hào)發(fā)射升空跟蹤正常。
18:09:嫦娥一號(hào)發(fā)射火箭二三級(jí)分離,分離物體其后落在貴州山區(qū)。
18:11:嫦娥一號(hào)發(fā)射整流罩分離,分離物體其后在廣東始興縣司前鎮(zhèn)細(xì)壩村的山林里尋獲。
18:16:三級(jí)一次發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī),星箭結(jié)合體進(jìn)入滑行段。
18:26:遠(yuǎn)望二號(hào)測量船發(fā)現(xiàn)目標(biāo),雷達(dá)跟蹤正常。
18:27:三級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)二次點(diǎn)火成功 。
18:29:三級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)二次關(guān)機(jī)。
18:30:星箭成功分離,嫦娥一號(hào)進(jìn)入圍繞地球軌道。
18:38:衛(wèi)星正常入軌。
17:55:嫦娥一號(hào)變軌成功,正式進(jìn)入近地點(diǎn)離地球600公里的橢圓形軌道。
15:45:嫦娥一號(hào)停止自旋。
17:44:嫦娥一號(hào)第二次變軌成功。
17:56:嫦娥一號(hào)實(shí)施第三次變軌。
18:01:嫦娥一號(hào)第三次變軌成功。
17:15:嫦娥一號(hào)進(jìn)行第四次變軌,即第三次近地點(diǎn)變軌。
17:28:嫦娥一號(hào)第四次變軌成功,順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。
10:25:地面控制中心對嫦娥一號(hào)進(jìn)行軌道修正。
10:33:嫦娥一號(hào)修正結(jié)束,軌道誤差由原來的570公里減小到10公里之內(nèi)。
09:00:“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星停止自旋,準(zhǔn)備實(shí)施第一次近月制動(dòng)。
09:45:北京飛控中心向“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星注入姿態(tài)初值。
11:37:嫦娥一號(hào)實(shí)施了第一次近月制動(dòng),進(jìn)入環(huán)月軌道。
11:35:成功進(jìn)行了第二次近月制動(dòng),進(jìn)入周期為3.5小時(shí)的環(huán)月小橢圓軌道。
08:34:嫦娥一號(hào)完成了第三次近月制動(dòng),進(jìn)入月面高度212千米的工作軌道。
衛(wèi)星調(diào)整為三體定向狀態(tài),開啟有效載荷。
中國國家航天局正式公布嫦娥一號(hào)衛(wèi)星傳回的第一幅月面圖像。
激光高度計(jì)開機(jī)工作。
23時(shí)50分48秒,衛(wèi)星點(diǎn)火60秒,軌道提高2公里,以應(yīng)對第一次月食。
當(dāng)日在北京航天飛行控制中心的監(jiān)視和控制下,已環(huán)月飛行210天。
嫦娥一號(hào)衛(wèi)星經(jīng)過兩次點(diǎn)火制動(dòng),順利從距月面200公里的圓軌道進(jìn)入距月面100公里的圓軌道。
當(dāng)日2時(shí)開始,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星再次實(shí)施軌道機(jī)動(dòng),成功將軌道近月點(diǎn)降至距月面17公里。由于月球重力場的影響,至19日12時(shí),嫦娥一號(hào)衛(wèi)星環(huán)月軌道近月點(diǎn)已漂移至距月面15公里。
隨著19日相關(guān)試驗(yàn)工作完成,20日上午8時(shí),嫦娥一號(hào)衛(wèi)星再次實(shí)施軌道機(jī)動(dòng),重新回到距月面100公里的極軌圓軌道。
3月1日16時(shí)13分10秒,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星在北京航天飛行控制中心科技人員的控制下,撞落于月球豐富海內(nèi)的撞擊點(diǎn),撞擊點(diǎn)位置為東經(jīng)52.36度、南緯1.50度。
研制
嫦娥一號(hào)工程由五大系統(tǒng)組成,分別為衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、測控、地面應(yīng)用、發(fā)射場。 嫦娥一號(hào)衛(wèi)星由中國空間技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制,衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師是葉培建。衛(wèi)星以東方紅三號(hào)通訊衛(wèi)星平臺(tái)為基礎(chǔ),采用三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制,具有自身變軌能力。
衛(wèi)星研制過程
2004年,中國繞月探測工程立項(xiàng)
2004年12月20日,衛(wèi)星開始初樣電性星電測
2006年7月,完成正樣產(chǎn)品的生產(chǎn)和驗(yàn)收,進(jìn)入系統(tǒng)級(jí)總裝、集成和測試階段
2006年7月28日,國防科工委月球探測工程中心與中國空間技術(shù)研究院簽訂嫦娥一號(hào)月球探測衛(wèi)星研制合同
2007年1月5日,嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星通過專項(xiàng)評審
儀器
科學(xué)儀器
嫦娥一號(hào)一共帶有130公斤有效載荷,其中包括8件主要儀器: :
CCD立體相機(jī):采用了三線陣CCD推掃成像原理 拍攝全月面三維影像,相機(jī)分辨率120米,月表成像寬度60km,光譜范圍500nm~750 nm,光譜通道數(shù)1,量化等級(jí)8bit,S/N≥100,MTF≥0.2,光照條件太陽高度角≥15°,基高比≥0.6。
激光高度計(jì):用以月面三維圖像輔助成像,在月面不反光地區(qū)(如兩極),則是繪制地形圖的主要設(shè)備。重15.7 Kg,激光波長1064 nm,激光能量140 mJ,精確度1 m。中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所和中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研制。
干涉成像光譜儀:用于獲取月面光波圖譜
伽馬射線譜儀:用于探測月球表面14種元素,包括:鈦、鈾、釷、鉀、氧、鐵、硅、錳、鉻、鍺、鎂、鋁、鈣、鈉。
X射線譜儀:探測硅、鋁和鎂的分布。
微波探測儀:用于獲取月壤厚度,以及月球背面亮度溫度圖和月球兩極地面信息
太陽高能粒子探測器:檢測衛(wèi)星周圍高能帶電粒子的種類的能量。
太陽風(fēng)粒子探測器:探測從地球到月球,以及月球附近的空間環(huán)境。是嫦娥一號(hào)上最早開始工作的設(shè)備之一。
大容量存儲(chǔ)器:衛(wèi)星配備一個(gè)48GB的存儲(chǔ)器,暫時(shí)存放各種儀器輸出的數(shù)據(jù)。
衛(wèi)星平臺(tái)儀器
490牛頓發(fā)動(dòng)機(jī):用于軌道維持和變軌。
星敏感器,紫外敏感器:用于衛(wèi)星定姿。
地面儀器
測量嫦娥一號(hào)位置的科學(xué)儀器包括 :
“遠(yuǎn)望號(hào)”測量船
位于上海佘山的25米天線的射電望遠(yuǎn)鏡
位于烏魯木齊南山的25米天線的射電望遠(yuǎn)鏡
位于北京密云的50米天線的射電望遠(yuǎn)鏡
位于昆明鳳凰山的40米天線的射電望遠(yuǎn)鏡
租用了其他國家設(shè)備有:
歐洲空間局,庫魯站,新諾舍站。
主要任務(wù)
嫦娥一號(hào)主要有四個(gè)任務(wù) :
用CCD立體相機(jī)和激光高度計(jì)繪制完整的立體月球地圖,從而獲取覆蓋全月面的地形圖,有助研究月球地質(zhì)構(gòu)造的演化,為未來登月地點(diǎn)的選擇提供有用的參考數(shù)據(jù)。
探測月球上的鈦和鐵等14種元素分布,并會(huì)利用成像光譜儀,測定造巖礦物,如橄欖石、輝石、斜長石等在月球表面的含量與分布情況。
評估月球土壤厚度和氦-3的資源量。
監(jiān)測月-地之間的空間環(huán)境,利用高能粒子探測器和太陽風(fēng)探測器記錄太陽風(fēng)數(shù)據(jù),以及太陽活動(dòng)對月-地之間空間環(huán)境的影響。
后期
由于減少了變軌次數(shù),嫦娥一號(hào)省下的燃料足夠其工作一年有余。在預(yù)計(jì)工作期滿之時(shí),專家預(yù)計(jì)可以將衛(wèi)星軌道調(diào)整為100公里,以獲得更清晰的月面圖像。另有計(jì)劃使嫦娥一號(hào)主動(dòng)撞月。
出于避免突發(fā)事故的考慮,嫦娥一號(hào)一共制造了兩顆,而由于嫦娥一號(hào)正式星的成功發(fā)射,其備份星失去了備份功能,中國探月工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)表示,嫦娥一號(hào)備份星(即嫦娥二號(hào))將于2010年10月發(fā)射升空 。備份星將不再進(jìn)行多次變軌,而是直接進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。而且,備份星的月球軌道高度也會(huì)有變化,星載設(shè)備會(huì)有更換 。
傳回?cái)?shù)據(jù)
2007年11月20日下午4:48分,由CCD相機(jī)拍攝的第一軌月球圖像開始傳回。
2007年11月23日嫦娥一號(hào)衛(wèi)星獲取的第一批原始圖像資料(共19軌)傳回地面,并開展整理圖像的工作。
2007年11月26日,國家航天局正式發(fā)布經(jīng)處理后的第一幅由嫦娥一號(hào)衛(wèi)星傳回月面圖像。該圖像是由嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上的CCD立體相機(jī)以線陣推掃的方式獲得的,軌道高度約200公里,每一軌的月面幅寬60公里,像素清晰度120米。此共由19軌圖像制作而成,位于月球表面東經(jīng)83度到東經(jīng)57度,南緯70度到南緯54度,圖幅寬約280公里,長約460公里。在圖中右側(cè)60公里寬的條帶是CCD相機(jī)開機(jī)后獲得的第一軌圖像。
2007年12月11日,國家航天局發(fā)布嫦娥一號(hào)的CCD立體相機(jī)所拍取的月球背面部分區(qū)域的照片,該圖是由5軌圖像合并制作而成。
2008年1月31日,國防科工委公布了首副月球極區(qū)圖像。
2008年11月12日,依據(jù)嫦娥一號(hào)衛(wèi)星拍攝數(shù)據(jù)制作的中國第一幅全月球影像圖正式公布。
完成使命
在經(jīng)過494天的飛行之后,2009年3月1日,中國首顆深空探測衛(wèi)星———嫦娥一號(hào)以撞擊月球的方式,結(jié)束了它的工作使命。探月工程首席專家歐陽自遠(yuǎn)評價(jià)“即使悲壯也值得”。
嫦娥一號(hào)衛(wèi)星于2009年3月1日下午15時(shí)36分開始減速,經(jīng)過37分鐘的減速,衛(wèi)星成功落在月球的豐富海區(qū)域。據(jù)北京航天飛控中心的最后確認(rèn):嫦娥一號(hào)衛(wèi)星對月球的撞擊點(diǎn)位于南緯1.50度,東經(jīng)52.36度。嫦娥一號(hào)衛(wèi)星在軌運(yùn)行一年中,共傳回1.37TB(1TB=1024GB)的有效科學(xué)探測數(shù)據(jù),獲取了全月球影像圖、月表部分化學(xué)元素分布等一批科學(xué)研究成果,圓滿實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)和科學(xué)目標(biāo)。
工程意義
技術(shù)創(chuàng)新
探月工程是繼人造地球衛(wèi)星、載人航天之后,中國航天活動(dòng)的第三個(gè)里程碑。嫦娥一號(hào)衛(wèi)星首次繞月探測的圓滿成功,樹立了中國航天的第三個(gè)里程碑,突破并掌握一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),使我國成為世界上為數(shù)不多的具有深空探測能力的國家,實(shí)現(xiàn)了多個(gè)中國航天史及航天器的“第一”:第一次研制并成功發(fā)射中國首顆繞月探測衛(wèi)星;第一次實(shí)現(xiàn)了繞月飛行和科學(xué)探測;第一次形成了深空探測任務(wù)的總體設(shè)計(jì)思路和研制流程,這些都充分體現(xiàn)出我國綜合國力顯著增強(qiáng),自主創(chuàng)新能力和科技水平不斷提高。
積累經(jīng)驗(yàn)
作為第一顆月球探測衛(wèi)星,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的研制過程攻克了很多近地衛(wèi)星不曾遇到的難題,開辟了中國航天的新領(lǐng)域,為中國執(zhí)行未來的深空探測任務(wù)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
娥一號(hào)衛(wèi)星開展的在軌試驗(yàn),充分利用衛(wèi)星的延壽期,獲得了大量有價(jià)值的試驗(yàn)數(shù)據(jù),為嫦娥二號(hào)、三號(hào)衛(wèi)星的研制,提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對我國月球探測二期工程的開展和其它深空探測計(jì)劃的實(shí)施,具有重要的工程意義、科學(xué)意義和實(shí)踐意義。嫦娥一號(hào)衛(wèi)星所開展的各項(xiàng)后續(xù)試驗(yàn),一直是在有組織、有計(jì)劃、分步驟進(jìn)行的,試驗(yàn)的整個(gè)過程充分體現(xiàn)了目的明確,策劃充分,方案細(xì)致,把握風(fēng)險(xiǎn),步步推進(jìn)的特點(diǎn),最大限度地充分挖掘和發(fā)揮了衛(wèi)星的潛能,取得了重要的科研成果。
促進(jìn)經(jīng)濟(jì)
雖然針對“嫦娥奔月”帶來的經(jīng)濟(jì)效益還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)字,但美國的“阿波羅計(jì)劃”給我們提供了借鑒,當(dāng)年,“阿波羅計(jì)劃”投資了256億美元,但它同時(shí)創(chuàng)造了3000多項(xiàng)新技術(shù),帶動(dòng)了美國高新技術(shù)的全面發(fā)展和工業(yè)繁榮,據(jù)估算,"阿波羅"計(jì)劃的實(shí)施,每投入1美元,最后都能產(chǎn)生4~5美元的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。大到直徑50米的射電望遠(yuǎn)鏡天線,小到防爆配電箱,嫦娥一號(hào)工程的不少配套產(chǎn)品都來自民營企業(yè)。在我國航天領(lǐng)域,很多高科技原材料、元器件,從國外采購成本高國有企業(yè)自行研制時(shí)間長,從民營企業(yè)中采購軍民兩用產(chǎn)品,成了實(shí)惠的選擇。航天技術(shù)能為醫(yī)院創(chuàng)建無菌環(huán)境,原來用于確保宇航員呼吸潔凈空氣的技術(shù),已經(jīng)被醫(yī)院用來殺滅細(xì)菌和病毒;另外,宇航員使用的水循環(huán)處理設(shè)備,將來可以用于凈化被污染的泉水,達(dá)到符合飲用的標(biāo)準(zhǔn)。
評價(jià)
日本航天局局長立川敬二:期待中國來訪,希望與中國航天局合作。
烏克蘭航天局局長阿里克謝耶夫:希望拓寬中烏兩國航天領(lǐng)域合作范圍。
歐空局航空局局長道丹:對嫦娥一號(hào)成功發(fā)射表示誠摯的祝賀。
法國國家空間研究中心主席戴斯科達(dá):祝愿中國國月球計(jì)劃的后續(xù)工作取得成功。
德國空間中心主席沃納:貴國空間計(jì)劃的發(fā)展令人印象深刻,同時(shí)期待這次任務(wù)獲得可喜的成果。
參見
太陽神計(jì)劃
嫦娥工程
月亮女神
月船1號(hào)
嫦娥二號(hào)
嫦娥三號(hào)(號(hào)月球車)
太陽系探測器列表
參考文獻(xiàn)
《中國探月》ISBN:978-7-03-020413-4
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