|
嫦娥工程二、三期研究展望
（2007年12月18日 15:24）
来源：《中国航天》 2007年第11期
|
|
|
□作者: 紫 晓
[1] [2] 下一页>>
我国政府在决定实施嫦娥工程的时候，确定了“三步走”的发展思路，也就是说，整个工程分为三期，近期目标就是在2007年发射嫦娥1号卫星(简称一期工程)，中期目标就是2012年左右实施月球软着陆探测和自动巡视勘察(简称二期工程)，远期目标就是大约在2017年前后实施月球样品自动采样返回(简称三期工程)。
我们知道，月球软着陆探测是一种亲临其境的探测方式，在探测深度和精度方面远比用卫星环月探测要高得多，两者数据又可互相补充、互相验证。月球软着陆探测与载人着陆探测相比，在技术难度、成本和风险上要低得多。因此，在人类对月球、行星及其卫星的探测中，软着陆探测方式占据了重要的地位。
国外软着陆探测经历了直接着陆、环绕后着陆、短时间工作、长时间工作、就位探测、巡视探测等多个发展阶段。由于月球的轨道、重力场、大气、表面地形地貌地质条件、温度和光照条件等特点，使月球软着陆探测具有很多技术难点，在技术上是不断发展进步的。
就在嫦娥工程一期紧锣密鼓实施的时候，我国航天专家就已经开始着手开展二、三期工程的方案论证和关键技术的预先研究工作，初步提出了相应的工程目标和科学目标，取得了大量的研究成果。
嫦娥工程工期任务及目标展望
根据国防科工委的计划，我国初步定于在2012年左右发射嫦娥2号月球探测卫星，实施嫦娥工程二期。届时，卫星将携带月球软着陆器，在月球上软着陆后，向月球释放一台月面巡视探测器(月球车)，进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。通过这一工程的开展，试验月球软着陆技术，通过月面自动巡视探测器进行高分辨率摄影。获取月面环境、月形、月岩的化学成分与物理性质等数据，供科学研究和为将来月球基地的选址提供数据。
1 嫦娥工程二期担负什么任务?
我国嫦娥工程二期既是一期工程的延伸与拓展，更是一期工程的深化与跨越。通过二期工程的开展，不仅可以获得高精度的新的月球探测数据，增加我国科学工作者对月球的进一步了解，取得更加丰硕的月球探测技术成果，推动我国对月球科学研究的进一步深化，获得一批自主创新的月球科研成果，而且可以使我国月球探测相关技术实现新的突破，使我国掌握开展深空探测所需要的一系列关键技术，建立起较为完整配套的深空探测工程体系，建立设计、生产、试验系统和研究、应用体系，培养一支高素质的人才队伍，为进一步的深空探测科学研究和航天活动奠定坚实的技术、物质和人才基础，带动相关产业发展并促进科学技术进步。因此。我国月球探测二期工程的开展，无论对于促进月球探测科学研究的深入还是促进深空探测技术的发展，都具有十分重要的科学和应用意义。
特别需要指出的是，我国通过月球探测二期工程的开展，将产生大量的技术创新成果，这些新技术不仅可以应用于其他航天工程。还可直接二次开发应用于其他民用领域，包括：增强天文观测能力：提高我国自动化智能机器人水平；发展可应用于医学、工业制造、国防工业的遥科学、人工智能和自主控制技术；促进微电子、微机械的发展。这些技术创新将促进我国工业技术创新和国民经济发展，为建设创新型国家提供技术手段。
2 嫦娥工程二期的科学目标
我国月球探测工程首席科学家欧阳自远在阐述月球探测二期工程科学目标的时候指出：我国月球探测二期工程将是一期工程的跨越式发展，探测对象由“面”转向区域性的“点、面、内部”一体化的综合性探测，探测方式是月球软着陆探测和月面巡视勘察。
据有关资料显示，1959年至1974年。美国和前苏联先后进行了16次不载人的月面软着陆就位探测，其中成功实现月面软着陆就位探测但不进行月面巡视探测的有7次(前苏联两次，即“月球”9号与13号；美国5次，即勘测者1号、3号、5号、6号与7号)：前苏联还成功实现了两次不载人月球车月面巡视勘察(“月球”17号与21号)。前苏联与美国的月球软着陆与巡视勘察的科学目标可归纳为以下几个方面：着陆区近距离、高精度摄影，研究月面形貌和地质构造特征；月壤物质成分分析与月壤物理力学参数测定：月球表面空间辐射环境探测：月球软着陆与月球车及相关关键探测技术的研究。
通过对美国与苏联在这一阶段进行月面软着陆探测科学目标的分析，我国科学家认为，前苏联和美国的月球软着陆就位探测与月球车巡视勘察存在以下不足之处：基本上是为月面软着陆、月球车巡视勘察和取样返回的纯工程目标提供科学资料；月球软着陆就位探测与月球车巡视勘察是各自独立开展，二者没有有机结合，因而月球车勘察的科学目标与软着陆的探测目标十分雷同。
在综合分析与总结美国与前苏联月球软着陆就位探测与月球车巡视勘察的科学目标、有效载荷配置、关键技术与研究成果的基础上，进一步结合月球探测的发展趋势与我国的科技能力，我国科学家建议月球软着陆就位探测和月球车巡视勘察总体科学目标的优选原则为：有限目标、重点突破、承前启后，循序渐进、持续发展；科学上有创新，技术上有突破，探测上有特色，成果上力争领先。
我国科学家认为。我国月球探测二期工程将通过对着陆区和巡视区的区域性精细探测，实现对月球的地形地貌、地质构造、物质成分、矿产与能源等资源、日一地一月空间环境与月基天文观测等综合科学探测任务。我国科学家在广泛论证调研的基础上，初步提出了二期实施“月球软着陆就位探测和月球车巡视勘察”的四项总体科学目标：
(1)月球形貌与地质构造调查
实施着陆区和巡视区月表形貌和地质构造调查，通过调查，获得月表形貌、地质构造、月壳结构、撞击坑和月壤厚度的数据，建立区域月貌与地质演化模式，深化月球探测一期工程的探测与研究成果。探测内容主要包括探测区的月表形貌探测与地质构造分析、探测区撞击坑的调查与研究、探测区的月壤特性、厚度与月壳浅层结构探测等三个方面。
(2)月表物质成分和可利用资源调查
月球物质成分是了解月球演化历史的关键。同地球科学一样，月球科学最为基础的工作是获取月球的化学成分、矿物组成、岩石类型及其分布规律。月球蕴藏着丰富的矿产和能源资源，开发和利用月球资源是人力进行月球探测的源动力之一。探测内容主要包括探测区矿物组成与化学成分的就位分析和探测区矿产和能源资源调查等。
(3)月球内部的结构研究
月球内部结构是研究月球形成和演化历史的基础。探测月震和小天体引起的月震波可以反演月球的内部结构。月球轨道参数的精确测量是研究月球动力学的基本手段，通过月球动力学模型的研究可以了解月球的内部结构。探测内容主要包括月震与小天体撞击的记录与研究、月球轨道参数的精确测量与月球动力学研究等。
(4)日一地一月空间环境探测与月基天文观测
日一地一月空间环境是影响人类生存与发展的重要因素。太阳耀斑和日冕物质抛射会释放出巨大的能量和物质，制约着地球空间及月表环境。对人类健康和航天活动造成重要影响。在月球表面进行日一地一月空间环境探测和月基光学天文观测，具有干扰小、无屏蔽、可长时间连续观测等优势。由于地球空间环境的影响，甚低频段的探测一直在地面无法实现。月球表面是科学家开展甚低频射电探测梦寐以求的场所。探测内容主要包括地球等离子层的极紫外探测与研究、日地空间和太阳系外天体的甚低频干涉观测与研究、太阳系外行星系统、星震和活动星系核的光学观测与研究、月表空间环境探测与研究等。
我国月球探测首席科学家欧阳自远院士认为，通过对这些目标的分析可以看到，我国科学家提出的科学目标具有如下的特点：(1)选择与以往不同区域着陆；(2)月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时进行并有机结合，将获得比以前更有意义的探测成果；(3)在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度(1～30米)和月壳岩石结构(1～3公里)；(4)在国际上首次在软着陆过程中利用激光反射器精确测定地月间距离，进行月球动力学研究；(5)首次在月球上采用极紫外相机观测太阳活动和地磁扰动对地球空间等离子层极紫外辐射的影响，研究等离子层在空间天气过程中的作用；(7)在国际上首次进行月基光学天文观测，研究太阳系外行星系统、星震和活动星系核。
3 嫦娥工程二期的应用目标
月球探测的应用目标是指月球探测产生的科学成果、探测数据和创新技术，应用于工程规定之外的领域，所产生的社会和经济效益。
(1)月球探测是深空探测的起点，在现有人造地球卫星航天工程系统的基础上构建的月球探测航天工程体系，将来可以应用于火星探测和其它深空探测任务。
(2)工程将产生大量科学数据，除了完成工程规定的科学目标研究外，还可以进一步开发和挖掘，产生更多的应用成果。月球探测产生的数据和科学成果，可以带动相关学科的发展。
(3)月球蕴藏着大量的有用元素，具有巨大的开发应用前景；月表环境可用于试验和生产地面环境中无法获得的新材料、新器件和生物制品；月球表面环境非常适合于天文观测和对地观测。月球探测二期工程的实施将促进我国对月球资源、能源、空间环境的开发利用。
4 嫦娥工程二期拟携带的有效载荷
我国有关领域科学家认为，月球探测二期工程根据完成上述月球探测的科学目标，将携带20种左右的有效载荷。
软着陆平台配置的有效载荷主要为：全色摄像/照相机、激光反射器、粒子激发x射线谱仪、红外光谱仪、光学天文望远镜、极紫外相机、月震仪、空间环境探测器、降落相机和机械臂等。
月球车配置的有效载荷为：立体成像系统、测月雷达、粒子激发x射线谱仪、红外光谱仪、质谱仪和机械臂等。
转载文章请首先阅读有关转载说明
文章作者:紫 晓
责任编辑:skylook
|
|
[1] [2] 下一页>>
|
上一篇：璀璨星空连心宇
下一篇：中国探月工程大写意
|
 收藏到网摘:
|
 相关信息:
|
文章评论(0):
-
（ - ）
|
|
|
|
|
系统菜单 |
|
|
|
系统登录 |
|
|
|
企业合作 |
|
|
|
