斥資14億元啟動的“嫦娥”探月工程,經過兩年科技攻關,進展如何?幾時能向月球發射探測器?
16日,中國月球探測工程總指揮欒恩杰在中國地質大學講學,解答了大家關心的問題。
火箭初選長征三號甲
我國“嫦娥工程”首個探測器今年初已開始建造,預計今年12月進入發射場待命。如果相關系統集成順利,我國月球探測工程第一期繞月探測器,可在明年4月前后在長征三號甲型火箭推動下,奔向月球。
16日,中國地質大學舉辦“中國航天發展及探月工程”講座,中國月球探測工程總指揮欒恩杰透露了這一信息。
欒恩杰說,經過兩年科技攻關,目前我國科學家已成功解決首個探測器的地月通訊聯絡、探測器“剎車”、月蝕期間探測器的能源供應和給月球繪制三維“畫像”等技術難題。
據了解,由于我國特殊的國情,“嫦娥”探月工程將給世界航天界帶來3大驚奇:5小時完全“閉眼”飛行(由于陸地觀測站少,看不見“嫦娥”衛星);以世界最小口徑的天線(我國18米,國外通常35米)接收來自月球的信號;精確對探測器進行“剎車”。
講座現場,學生們熱烈發問,欒恩杰希望中國地大發揮地學優勢,促進航天科技與地球科學在解密宇宙起源和深空探測領域的交叉、融合,為探月工程作貢獻。
攻克大量關鍵技術
探月工程,作為繼“兩彈一星”和載人航天后我國航天發展的第三個里程碑,對中國航天發展具有重大的推動作用。欒恩杰透露,工程實施兩年來,科技工作者們已攻克大量關鍵技術。
首先,在地月通訊聯絡方面,已解決了兩地間的信號通聯技術難題。由于此前我國衛星運行軌道距地最遠僅7萬多公里,而月球距地平均距離達38萬公里,這對兩地間的信號通聯提出了挑戰。而我國現采用的天線只有18米,國外通常為35米,俄羅斯的天線甚至達到70米。如果我們仍沿用小天線,與38萬公里外的月球聯絡信號就會相當弱。經過研制人員的努力,這一難題已經解決,已在山東青島、新疆喀什建成了較大的天線,通過增大天線口徑,增加接收信號的能力。
其次,已突破奔月過程中探測器的“剎車”難題。在奔月過程中,當探測器進入月球引力區時,探測器需要適時“剎車”:如果“剎車”晚了,就會撞上月球,若“剎車”早了,就會飛向太空。美國和俄羅斯曾發生過這類事故。所以首先必須對探測器進行精確測量定位,這樣才能指揮“嫦娥一號”及時“剎車”。
第三,破解了月蝕期間探測器的能源供應問題。探測器進入太空后,能源主要來源于其兩翼的太陽帆板電池,在月蝕期間探測器的太陽帆板得不到太陽光,能源供應就會中斷。此外,月球表面溫度變化很大,高溫130℃,低溫零下180℃。探測器繞月飛行的周期約2小時,探測器要在300多度溫差的環境下飛行,得經受住冷熱環境的周期性劇變。
最后,已攻克月球的“畫像”技術。探測器要對月球狀況進行探測。需用激光高度計、干涉成像光譜儀、伽馬和X射線探測儀,以獲取三維影像和月球有用物質的分布,還要用微波探測器探測月壤的厚度。所以,探測器不僅要從微波、紅外、可見光,到紫外、X和伽馬射線角度,全譜段地給月球“畫像”,而且有效載荷的可靠性還得滿足一年的連續觀測。不過,這些技術難點的攻關都已完成,今年將開始建造相關設備。
此外,為推進將來的探月計劃,欒恩杰還透露,我國正在做月球虛擬天文臺的技術準備工作。
首個探測器可望明年4月“飛天”
欒恩杰昨日透露,今年年初開始,“嫦娥工程”的首個探測器已經開始建造,并在今年12月進入發射場待命。如果相關系統集成和設備研制順利,我國月球探測工程第一期繞月探測器,將于明年4月前后發射升空,發射火箭初步選定為長征三號甲型。
發射升空后,探測器先繞地球飛行4—6天,經過3次加速后,進入第二個飛行階段,用4天半時間飛往月球,即進入奔月軌道,并在距月球表面200公里的軌道上繞月進行全方位探測。
欒恩杰說,當探測器到達預定位置后,其攜帶的相關設備將依次探測月球14種元素的含量和物質類型的分布特點、月壤厚度,以及地球至月球之間4萬到40萬公里的空間環境等信息,并給月球表面繪制三維立體“畫像”。
中國探月工程是否實施載人登月
人類探月的過程分“探、登、駐(住)”三階段,我國目前處于“探”的階段,即無人登月階段。欒恩杰介紹,我國的月球探測工程以無人探測為主,到2020年前后,分三階段實現繞月探測(“繞”)、月面軟著陸探測與月面巡視勘察(“落”)和采樣返回(“回”)等。
按照規劃,一期工程將于2007年向月球發射首個繞月探測器;二期在2012年前后發射一顆月球軟著陸器,并攜帶一輛“月球車”,進行首次月球軟著陸和自動巡視勘測;三期計劃于2017年前后發射一顆月球軟著陸器,從月球自動取樣并安全返回地球。
欒恩杰說,只有在基本完成三階段不載人月球探測任務后,通過對探測、勘察、采樣取得的基礎數據的分析,結合國際上月球探測發展情況和中國國情,再擇機實施載人登月探測。(記者柯進 通訊員曹南燕)
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