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嫦娥三号把天文望远镜架月球 每月一两次发射机会

2013-11-27 10:40:49 来源: 京华时报  文字大小:   [举报] 已有评论(0)

原标题:嫦娥三号将把天文望远镜架到月球上


 

下月上旬,嫦娥三号择机奔月,其将发射至近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道。几天后,中国首辆月球车玉兔号将降落荒凉的月球表面,带去地球的问候。


 

专家介绍,在月球上行走的月球车“玉兔”将有6个轮子,使其在遇到地形不平的情况下通过摇臂能够调整重心,遇到障碍或路面不平时,即使两个轮子悬空还能保障行走。


 

1


 

嫦娥三号发射窗口如何确定


 

每月只有一两次发射机会


 

国防科工局新闻发言人吴志坚昨天提到,嫦娥三号七大难点之一是多窗口、窄宽度准时发射。


 

航天专家庞之浩介绍,嫦娥三号的发射与嫦娥二号很相似,也是直接发射到地月转移轨道,这个轨道一般是从发射场到月球最近的距离。


 

“发射关键是要进入月球的捕获轨道,这就跟高速公路出口似的,到了出口要出去,错过就麻烦了”,庞之浩解释说,嫦娥三号发射要踩点,早了晚了都不合适。


 

“要实现地球和月球共面轨道,基本就要求零窗口发射”,北京大学教授焦维新介绍,根据地月运动规律,我国一般每月只有1至2次发射机会,每次有一个持续几天的窗口期,在此期间每天的发射时间精确到几点几分。


 

焦维新特别提到,与嫦娥一号、二号不同,嫦娥三号发射还要考虑落月的地点与时间。进入月球轨道后,嫦娥三号一边绕月飞行一边调整姿态准备降落。月球一昼夜相当于地球28天,夜晚最低温度达零下180度,为保证探测器有能源,看得清,且在一个比较适合的温度下工作,发射时就要考虑到能在白天落月。


 

2


 

着陆地点为何选择在虹湾区


 

别人尚未探测有科学价值


 

月球上有很多地方以“海”“洋”命名。古人望月,以为看到的是海,其实不是。虹湾区位于月球北纬43度左右、西经31度左右,南北长约100公里、东西长约300公里。“比北京海淀区小一点,月球车探测的只是虹湾区的一部分,据专家介绍是5平方公里”,庞之浩说。


 

庞之浩介绍,之所以选择在虹湾区落月是多种综合因素的考虑,一是这里比较平坦,落月比较安全,二是别人尚未探测过,有科学价值,三是能实现正面直接测控通讯,四是太阳光照较好,能保证探测器的太阳能电池板正常工作。


 

“严格来说,月球没有水,没有空气,也谈不上美”,焦维新谈到,在绘图时一般习惯平坦的地方用蓝色,高一点的地方用黄色,再高一点的用红色,月球虹湾区整体上低洼平坦,用常规方法绘图出来的就是一个美丽的海湾,“有点像我们的渤海湾”。


 

3


 

中国月球车和国外有何不同


 

玉兔“小而精”技术更先进


 

庞之浩介绍,至今为止,世界上发射并成功运行的月球车有5辆,其中两辆是无人探测月球车,均是苏联在上世纪70年代发射的月球车1号和2号,三辆是有人驾驶的月球车,是美国阿波罗15号、16号、17号的月球车。


 

中国的玉兔号月球车是无人驾驶月球车,质量约140kg,与苏联的月球车相比是“小个子”,“小而精,能完成任务就行了,也节约成本”,庞之浩说。


 

庞之浩指出,无人月球车难度更大,因为上面有很多仪器,要保证在无人的状态下行驶,仪器能正常工作,有人驾驶的月球车主要作为一个交通工具,扩大航天员在月球上的活动范围,上面基本没有什么仪器,由航天员驾驶行驶起来也相对容易一些。


 

焦维新指出,距离上次月球车登月已过去近40年,电子设备、探测仪器都非当年可比,无论是材料、驱动系统的选择还是探测仪器,过去都不可能有,因此中国的月球车比之前的先进是肯定的,尽管某些方面不是当今世界最先进的,但肯定不会是上世纪70年代的重复。


 

4


 

为何用6轮摇臂式月球车


 

使用轮子可爬小坡绕大坡


 

什么是摇臂?庞之浩介绍,月球车在遇到地形不平的情况下通过摇臂能够调整重心。为什么用滚轮行驶,而不是履带或其他形式?为什么是六个轮子?庞之浩解释说,这样相对科学高效。


 

庞之浩介绍,玉兔号月球车的轮子是网状的,一边行驶一边可以把沙子漏掉,如果遇到坡,小坡可以爬过去,大坡要绕着走。履带虽然爬坡能力比较强,但也比较沉,运载火箭的压力就会比较大,发射成本也更高。


 

“现在有的国家在研制腿式月球车或火星车,相当于机器人似的用脚来走,越障能力较强,遇到一些坡也不怕,可以迈过去,但缺点是走不快,效率不如轮式”,庞之浩介绍,轮式比较可行,所以无论是苏联还是美国,无论是月球车还是火星车都用轮式,现在也有国家在研制轮腿式,美国还想研制“蛇式”月球车,这样遇到复杂的地形就不怕。


 

庞之浩还提到,苏联的月球车是八个轮子,美国的载人月球车是四个轮子,现在六个轮子的比较多,因为遇到障碍或路面不平时,如果两个轮子悬空还能保障行走,比较科学。


 

5


 

为何探月成功率只有51%


 

1994年以来基本都成功了


 

从国际探月数据统计看,至今全世界共进行过129次探月,其中美国59次,苏联64次,日本和中国各两次,欧空局和印度各一次,其中失败63次,成功率仅51%。


 

为何成功率如此低?“那是早期的探月,运载火箭本身就不过关,通讯、制导控制技术都不是很成熟,新时期探月基本都是成功的”,焦维新说。


 

庞之浩也提到,早期失败较多,一者缘于人们对月球的了解还不充分,技术没完全攻克难点,再加上美苏探月竞争有时匆忙发射,不计成本,而这些失败有的没进入地月球轨道,有的着陆失败,有的在月面发生翻滚,有的没成功取样,有的与地球中断联系等等。


 

庞之浩介绍,人类自1994年以来的探月基本都是成功的,其间印度有个月球探测器原计划工作2年因温控系统出现问题提前结束寿命。


 

6


 

哪些“秘密武器”带上月球


 

把天文望远镜架到月球上


 

探月工程副总指挥李本正介绍,嫦娥三号着陆器和月球车上各搭载多种有效载荷,将对月面、月表进行勘察。“特别是这次将光学望远镜送到月球上,”李本正指出:“这个其他国家都没有做的。”


 

月基望远镜将安装在着陆器上,它将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,就是“巡天”。专家表示,在月亮上观天文是世界上很多天文学家最想做的事情之一。


 

着陆器上的极紫外相机将对地球赤道附近等离子体层进行极紫外成像探测。专家表示,美国曾经在地球轨道上用卫星观测地球等离子体层,没有宽阔的视场,只能看到局部。嫦娥三号月面软着陆后,离地球38万公里,能够看到地球等离子层的全貌。有观点认为,地球上一些自然灾害与地球等离子体层有关,所以相关研究具有科学意义。


 

嫦娥三号巡视器的“腹部”有一台测月雷达。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。这个是国外没有做过的。



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