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天文航天知识——十万个为什么
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嫦娥三号有哪些“第一次”?

  月球科学领域专家表示,嫦娥三号挑战人类月球科学探测历史上的几项“第一次”值得国人期待。

  天文月基望远镜:安装在着陆器上,使命是进行月基光学天文观测。月基天文望远镜,相当于人类把“天文台”架到了月球上,它对各种天文变源的亮度变化行为进行长时间连续监测,然后拍照把数据传回地球。我们形象称之为“巡天”。

  极紫外相机:安装在着陆器上,使命是对地球赤道附近等离子体层进行极紫外成像探测。嫦娥三号月面软着陆后,通过对地球周围的等离子体层产生的辐射进行全方位、长期的观测研究,获取地球等离子体层三维图像,有助于了解太阳和地球的相互关系。

  测月雷达:安装在巡视器上,使命是探测巡视路线上月壤厚度及其结构,月壳岩石结构。巡视器在月面行走,测月雷达可以测月球地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构。这是国外没做过的。


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  嫦娥三号为中国航天领域迄今最复杂难度最大任务

  2013年11月26日,国家国防科技工作局举行新闻发布会对外宣布:嫦娥三号12月初在西昌卫星发射中心择机发射,将首次实施无人月球表面软着陆。

  月球,我们来了——嫦娥三号是我国探月工程“绕、落、回”三步走中承上启下的关键一步。这一次,中国航天器将真正实现“落月”。

  嫦娥落广寒,九州同梦圆。仰望夜空,华夏儿女期待着中国航天这历史性一刻的到来。

  从“看月亮的脸”到“亲密接触”

  同一条奔月路,每走一次都有着不同的精彩。

  2007年10月24日,嫦娥一号首次奔月。对40万公里的奔月之旅,当时诸多媒体不约而同地使用了同一比喻——中国航天史上的“长征”。

  经过13天14个小时19分钟的太空跋涉,嫦娥一号到达月球轨道。“如今,奔月之旅变短了。”中国科学院院士、探月工程高级顾问欧阳自远说,嫦娥三号将由改进后的长征火箭直接发射至近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道,抵达月球只需要不到5天的时间。

  2010年10月1日,嫦娥二号再次出征。嫦娥二号比嫦娥一号更聪明、更能干,不仅可以更准确、更快速地进入月球轨道,还可以在更短时间内完成更艰巨的任务。携带高清相机的嫦娥二号,帮助科研人员绘制出了我国首幅7米分辨率全月球影像图,让月亮的“脸”首次清晰地呈现在国人面前。

  这一次,嫦娥三号肩负着我国首次软着陆月球和月面巡视勘察的重担。从“看月亮的脸”到“亲密接触”,嫦娥三号即将“落月”的这一步,对中国探月工程来说,是质的飞跃。

  “嫦娥一号与嫦娥二号已验证绕月技术,但从距离月球15公里到落月,我们没有任何经验。”中国科学院院士、嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建表示,因月球表面凹凸不平,嫦娥三号会先在着月过程中找寻着陆点,100米处再像直升机一样悬停一会儿,以最后确定着陆点。

  叶培建介绍,为实现软着陆,不让探测器撞到月面,必须先点火“把它顶上去”,到很接近月面时又必须将发动机关机,以免扬起月尘,污染相机镜头或影响其他设备工作。为缓减冲击力,着陆器的每条腿都能吸收冲击力,每只脚都穿了一个大“鞋垫”。

  携带多种先进装置探测月球

  嫦娥三号主要包括两个“器”,一个是着陆器,一个是巡视器,也被称为月球车。在月球表面软着陆后,着陆器有一年的设计寿命,要完成许多科学探测任务,而巡视器脱离着陆器之后,要在地面控制下,开展为期3个月的月球巡视勘察。

  嫦娥三号着陆器和月球车将同时降落在月球,联合执行任务,这在世界上还是首次。嫦娥三号落月后的主要任务是精细探测月球局部地区,包括化学成分、矿物组成、地质结构等。

  欧阳自远院士介绍,嫦娥三号将携带多种先进装置进行月球探测。着陆器上除了装配有各种照相机外,还携带了极紫外月基天文望远镜,将在国际上首次实现在月球上观测恒星、星系和宇宙。由于月球没有大气层、电离层和磁层的干扰,近于真空状态,没有各种人为活动和污染,也没有全球性的磁场,因此这台望远镜将“看”得更远更清晰,可能会有一些新发现。

  他介绍说,着陆器上还有一台极紫外相机,也是首次在月球上应用,将对地球等离子体层的整体变化进行监测,反映地球的环境变化。

  嫦娥三号月球车将在月球表面自主“行走”,进行巡视探测。欧阳自远介绍,在月球车上除了各种照相机、红外光谱仪和粒子激发X射线谱仪外,还在车底安装了雷达,将探测月球地表以下100米左右深度的地下结构。这也是前人从未做过的,将对月球次表层探测作出贡献。

  中国航天迄今难度最大的任务

  嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器,也是美国阿波罗计划结束后重返月球的第一个软着陆探测器。

  中国探月工程副总指挥李本正说,月球探测是一项非常复杂并具有高风险的工程,据资料统计,截至目前,不包括嫦娥三号,世界上共进行了129次月球探测活动。其中,美国59次,苏联64次,日本和中国各2次,欧空局和印度各1次,成功或基本成功66次,失败63次,成功率仅有51%。

  国防科工局新闻发言人吴志坚说,嫦娥三号是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务,需要攻克的关键技术多、技术跨度大、实施风险高。在工程实施过程中,面临七大难点,需要迈过七道“坎”,包括多窗口窄宽度准时发射、月面软着陆、两器分离、月地间遥操作、月面生存、测控通信、地面试验验证等。仅以探测器为例,嫦娥三号探测器是我国自主研制的首个月球探测器,80%以上的技术均为全新研发。

  据航天专家庞之浩介绍,嫦娥三号的“落月”任务将面临三大难点。首先是平稳着陆。月球车能否适应月球表面的坎坷地形,则是第二个难点。第三,月球上的夜晚最低温度只有零下180多摄氏度,白天温度大都在100摄氏度以上,月球车必须能够抵御严寒酷暑。


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