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嫦娥一號探月衛星於2007年10月24日在西昌衛星發射中心發射,踏上「奔月」旅程,11月7日進入200公里的環月工作軌道。至2008年10月,在完成預定在軌一年的各項探測任務后,狀態依然良好。

1 探月衛星1號 -概述

探月衛星1號嫦娥一號探月衛星

嫦娥一號平台以中國已成熟的東方紅三號衛星平台為基礎進行研製,星體尺寸為2000毫米×1720毫米×2200毫米,並充分繼承中國資源二號衛星、「中巴地球資源衛星」等衛星的現有成熟技術和產品,進行適應性改造。所謂適應性改造就是在繼承上的創新,突破一批關鍵技術。

嫦娥一號星體為立方體,兩側各有一個太陽帆板,最大跨度達18.1米,重2350千克,工作壽命一年。它將運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上。

該衛星平台由結構分系統、熱控分系統、制導,導航與控制分系統、推進分系統、數據管理分系統、測控數傳分系統、定向天線分系統和有效載荷等9個分系統組成。這些分系統各司其職、協同工作,保證月球探測任務的順利完成。星上的有效載荷用於完成對月球的科學探測和試驗,其它分系統則為有效載荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保證服務。

根據中國探月衛星工程的四大科學目標,在嫦娥一號上搭載了8種24台件科學探測儀器,重130千克,即微波探測儀系統、γ射線譜儀、X射線譜儀、激光高度計、太陽高能粒子探測器、太陽風離子探測器、CCD立體相機、干涉成像光譜儀。 

2 探月衛星1號 -任務

「嫦娥一號」預定的主要四項科學探測任務之一就是獲取全月球表面三維立體影像,精細劃分月球表面的基本地形和地貌單元,進行月球表面撞擊坑形態、大小、分佈、密度等的研究,為類地行星表面年齡的劃分、地質構造區劃和早期演化歷史研究提供基本數據,並為月面軟著陸區選址和月球基地位置優選提供基礎資料等。

3 探月衛星1號 -圖像

「嫦娥一號」衛星拍照的方式與人們日常拍照的概念有很大不同。衛星拍攝的每一軌圖像呈帶狀,對應月面上寬60公里。衛星繞月球飛行一圈為「一軌」,每一軌大約10900公里長,用時約127分鐘。「一軌圖像」指的是「嫦娥」攜帶的CCD立體相機利用自身的鏡頭,採用三線陣推掃的成像方式,獲取前視、正視和后視三條連續的二維圖像。換句話說,目標區域被從正上方和兩個側面分別拍攝,這樣便可以製作出立體圖像。「再融合激光高度計已經獲得的800多萬個高程數據製作的全月球數值高程模型圖,就可以製作出更為精確的月球三維立體影像圖。目前這項工作還在繼續進行。」.

4 探月衛星1號 -成功撞月

探月衛星1號嫦娥一號探月衛星高科技裝備

減速、下落、撞擊……北京時間3月1日16時13分10秒,嫦娥一號衛星在北京航天飛行控制中心科技人員的精確控制下,準確落於月球東經52.36度、南緯1.50度的月球豐富海區域。在撞擊過程中,嫦娥一號衛星攜帶的CCD相機傳回實時圖像,圖像清晰。中國探月一期工程宣布完美落幕。

嫦娥一號壽命即將到期,與其自然墜落,不如地面控制讓它撞擊月球。這樣可以獲得落月過程的一些控制經驗,為探月工程二期實現軟著陸做好技術儲備。另外,也可以通過撞擊的揚塵分析得到月球表面土壤的一些成分。從另外的意義上來說,撞擊讓月球表面第一次留下了中國的痕迹。

嫦娥一號繞月飛行的速度大約為1.68公里每秒。在落月的起始,地面對其實行變軌,讓其沖著月球的表面飛行。從開始向下飛行開始,幾分鐘之內,嫦娥一號就能夠以大約1.68公里每秒左右的速度撞擊到月球。

5 探月衛星1號 -歸宿

探月衛星1號探月衛星1號

嫦娥1號最終的落點,是月球上豐富海區域。何謂豐富海?其實,它是月海之一,豐富海直徑909英里,和危海和靜海比較,地質岩質較為薄稀,該月海和酒海、靜海、危海相互重疊。

月亮上的海,是不是就像我們在陸地上所看到的樣子呢?答案是否定的。滿月時,在地球上用肉眼乍看月球,是一個潔白光亮的圓面。仔細觀看,則會看到在明亮的月面上有許多黑色的斑紋。通過望遠鏡觀察月球時,會清楚地看到月球表面的顯著特徵:有些區域明亮,有些區域暗黑,大大小小的亮區和暗區交錯布滿月球表面。早在幾百年前,人們就已從望遠鏡中觀察到了月球表面的這種特徵。當時,人們以為那些大的暗區是月球上的海、洋,小的暗區則被當作是月球上的湖、灣,並以此給予命名。這些名稱,直到今天還繼續沿用。後來人們才知道,月球上的海洋和湖灣,與地球上的海洋和湖灣是完全不同的,那裡根本連一滴水都沒有。

月球上的暗區(即所謂的海、洋、湖、灣),實際上是一些面積大小不同的平原和低地。由於那些地方廣泛分佈著熔岩流形成的比較年輕的岩石,又比較低洼,對太陽光的反射率較低,同周圍地區相比,呈現為暗黑色。而月表那些亮區,則是月球上的高原和山脈。其組成物質主要是比較古老的岩石,對太陽光的反射能力很強,相比之下顯得非常明亮。「阿波羅」號系列飛船在月球上實地考察的結果,證明這種對月面明暗區域的解釋,是完全正確的。

從整個月球表面看,月海約佔總面積的20%。現在已經知道的月海有22個。在月球的正面,較大的月海有10個。其中,位於西部的有危海、豐富海、澄海、靜海和酒海;位於東部的有風暴洋、濕海、雨海、雲海和汽海。

6 探月衛星1號 -後續

探月衛星1號探月衛星1號

第一步是對月球進行環繞遙感探測;第二步是實現軟著陸探測器落在月球表面上,並實地考察月球;第三步,探測器不但要降落在月球表面,而且要從月球採集樣品送回地球供人們研究。這三個步驟被人們形象地稱為「繞」、「落」、「回」三部曲。探月三部曲實際就是三期工程。根據計劃,嫦娥二號衛星將於2011年年底前完成發射。探月工程二期中的嫦娥三號衛星主要實現月球軟著陸和巡視探測任務。

7 探月衛星1號 -生命軌跡

2007年10月24日,西昌衛星發射中心,19時09分,嫦娥一號發射成功,「嫦娥」奔月旅程正式開始。

地月轉移

2007年10月31日,進入連接地球與月球的「天路」即地月轉移軌道,順利與月球交會。

月球衛星

2007年11月5日,第一次近月制動準確實施,進入月球橢圓軌道,成為一顆真正的「月球衛星」。

使命軌道

2007年11月7日,準確進入月球軌道,實現「準確發射,準確入軌,精密測控,準確變軌,成功繞月」。

首幅月圖

2007年11月26日,《歌唱祖國》歌曲從月球軌道傳回。中國首次月球探測工程第一幅月面圖像傳到了世界各地。

極區圖像

2008年1月31日,首幅由嫦娥一號衛星拍攝的月球極區圖像發布。這是中國首次獲得此類圖像。

月球全圖

2008年11月12日,「中國第一幅全月球影像圖」公布。這是世界上已公布的月球影像圖中最完整的一幅影像。

撞擊月球

2009年3月1日,16時13分10秒。嫦娥一號衛星準確落入月表指定區域,成功完成硬著陸。

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