“嫦娥工程”的意义
“嫦娥工程”既参考了以往国际探月活动的经验,又具有我们自己的特色,始终围绕推动我国高新技术领域“原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新”的目标制订计划并组织实施。在航天科技方面,“嫦娥工程”将逐步实现多项重大突破,首次到达地外天体,首次着陆在地外星球上,首次从地外星球拿回样本。这些技术的突破将推进航天工程系统集成、深空测控通信、新型运载火箭和航天发射等航天技术跨越式发展,带动信息技术、新能源技术、新材料技术、微机电技术、遥测科学等其它高新技术的发展。在空间科学方面,通过首次对地球以外的星体和空间环境进行近距离和接触式探测,将使我们对于空间科学的认识大大深化,为我国的天体物理学、空间物理学与材料科学的研究建立新的平台,促进这些学科的创新和发展,并带动更多基础学科间的交叉、渗透与共同发展。
该工程能促进我国经济的可持续发展。近些年来我国经济高速发展,一定程度上是以高能耗、高污染为代价的,月球探测工程对高新科技的带动在不久的将来必然会回馈于经济,而以高新技术为动力的经济是低能耗、低污染、高效率的,符合可持续发展的方向。
没有科学技术实力,就没有资格参加真正意义的航天国际合作,我国探月工程起点高、有特色、有创新,具有很强的科学性、探索性、开放性的特点,为开展航天国际合作搭建了新的平台。在世界掀起新一轮月球探测高潮之际,探月的跨国界合作与交流成为科学界的主流声音,也为我国在这一领域开展国际合作提供了广阔的空间。我国将积极探索“广泛合作”的月球探测道路,开展多层次、多渠道的国际合作,加快我国空间科学和空间技术的发展。
嫦娥一号绕月探测工程的五大系统
绕月卫星工程系统是由绕月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成。其中绕月卫星由中国空间技术研究院负责研制,被命名为嫦娥一号,选用东方红三号卫星平台,总重量2350千克,设计寿命一年;运载火箭由中国运载火箭技术研究院负责研制,选用长征三号甲,火箭全长52.52米,最大直径3.35米,运载能力为2600千克,已有10多次全胜发射记录;发射场系统由西昌卫星发射中心负责建设,选在西昌卫星发射中心,改建一系列的发射工位;测控系统由西安 卫星测控中心和总装测通所负责建设,以我国现有的3频段航天测控网为主,辅以甚长基线干涉(VLBI)天文测量系统组成;地面应用系统由中科院空间科学与应用研究中心负责研制和建设,由数据接收、运行管理、数据预处理、数据管理、科学应用与研究五个分系统组成。
嫦娥一号绕月卫星
嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制,星体尺寸为2000毫米×1720毫米×2200毫米,并充分继承中国资源二号卫星、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品,进行适应性改造。所谓适应性改造就是在继承上的创新,突破一批关键技术。
嫦娥一号星体为立方体,两侧各有一个太阳帆板,最大跨度达18.1米,重2350千克,工作寿命一年。它将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。
该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。这些分系统各司其职、协同工作,保证月球探测任务的顺利完成。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。
根据我国探月卫星工程的四大科学目标,在嫦娥一号上搭载了8种24台件科学探测仪器,重130千克,即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪。
长征三号甲火箭
按照计划,嫦娥一号将用长征三号甲火箭发射,并进行必要的适应性改造。
1994年2月8日,长征三号甲火箭发射成功。其第1、2基本上与长征三号的第1、2级相同,只是结构尺寸有某些改变,如尾翼加大、贮箱增长等。其第3级则采用了新的大推力氢氧发动机,即装有液氢液氧低温推进剂的3米大直径第3级,采用了许多先进技术,并攻克了数字化小型控制系统、动调陀螺四轴平台、冷氦加温增压系统、推进剂利用系统和用氢气气动机作动力的双向摆动伺服机构等关键技术,可将2.6吨有效载荷送入地球同步转移轨道。由于拥有更灵活先进的控制系统,长征三号甲火箭可以在星箭分离前对有效载荷进行大姿态调姿定向,并提供可调整的卫星起旋速率,因而具有很强的适应性。
根据设计,嫦娥一号将由长征三号甲发射到近地点200千米、远地点5.1万千米的超地球同步转移轨道,火箭必须能够精确地将探测器送入这一预定轨道,才能准确完成预定的探测任务。为了满足探月卫星的特殊要求,对长征三号甲火箭控制系统增加了单机和线路的备份,确保火箭飞行过程中不出现任何偏差,万无一失。
选择长征三号甲主要考虑到它是“长征”系列火箭家族中发射成功率最高的成员之一。由于该火箭拥有更灵活先进的控制系统,可以在星箭分离前对有效载荷进行大姿态调姿定向,并提供可调整的卫星起旋速率,因而具有很强的适应性。
西昌卫星发射中心
由于嫦娥一号是用长征三号甲发射到地球同步转移轨道,所以它将从西昌卫星发射中心启程,这里具备了探月飞行器起飞的条件。
西昌位于四川省西南部,自古人们在西昌能经常观赏到分外明亮皎洁的地球卫星——月亮,故西昌以月亮城的美称闻名海内外,这说明西昌在历史上就与月亮有缘。
西昌卫星发射中心组建于1970年12月29日,是中国规模较大、设备技术先进的新型航天器发射场。1984年11月,中心正式对外开放。
西昌卫星发射中心是中国三大卫星发射中心之一。发射月球卫星选在西昌发射中心,较酒泉、太原 卫星发射中心具有独特的地理优势。西昌卫星发射中心座落在东经102°、北纬28°,所处纬度低,可以充分利用地球自转的附加速度,节省运载工具的能量消耗。
自1984年首次发射至今,西昌卫星发射中心已执行40多次任务,取得举世瞩目的辉煌成就,创造了我国航天史上第一个发射外星、第一个发射试验通信卫星、第一个发射实用通信卫星等多个第一。
测控系统
由于旅途遥远,所以测控系统尤为重要。嫦娥一号的测控系统以我国现有的S频段航天测控网为主,辅以甚长基线干涉仪天文测量系统组成,并进行必要的适应性改造。
嫦娥一号卫星不仅需要对月球进行全天候的观测,还需要把太阳能电池板始终对准太阳,同时又要把传送天线对准地球。目前,我国在上海 佘山和乌鲁木齐 分别拥有一个直径25米的天线,它们只能有4~6个小时可以用来接收卫星上的信息。为了嫦娥一号计划的顺利实施,我国将在北京 和昆明 分别设两个直径为50米(国内最大的)和40米的天线。这样在我们的国土上,可用4个天线交叉干涉对近40万千米远的嫦娥一号进行测控,并为应对外界的干扰因素、意外因素,留有应急的能量。
嫦娥一号探月卫星飞近月球,距离地球已达30多万千米。在这样远的地方,要控制嫦娥一号正常稳定运行,准确向地面发回探测数据,必须要架起远程测控的桥梁,地月飞虹保证远程通信畅通无阻,让地面飞行控制中心随时掌握和控制嫦娥一号的工作进展情况。
目前我国的绝大部分卫星距离地面在4.2万千米以内,极少数卫星离地面最远距离也不过8.5万千米,都属于“近程”的范围;在嫦娥工程中,嫦娥一号探月卫星距离地面最远可达44万千米,是地球同步卫星距离地面的10倍以上,属于“远程”范围。所以自地面到月球轨道上的嫦娥一号之间的测控通信,称为远程测控通信。
地面应用系统
嫦娥一号绕月卫星工程的地面应用系统包括月球探测卫星运行管理中心、数据接收中心及科学数据处理
“嫦娥工程”的意义
发布日期:2007/10/14 0:00:00 来源: 作者:admin