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“落”——二期工程
发布时间:2014-03-30  字号:
 

  二期工程实现月球软着陆和月面巡视勘察等,由嫦娥二号、三号、四号任务组成。

  (一)嫦娥二号

  1、基本情况

  二期工程先导星嫦娥二号,于2010年10月1日成功发射,直接进入地月转移轨道,实现月球捕获后,在100公里圆轨道,7种科学载荷开展了多项科学探测,并为后续嫦娥三号任务验证了部分关键技术。


  2011年6月9日,嫦娥二号完成预定各项探测任务后,飞离月球轨道,开展了日地拉格朗日L2点探测和图塔蒂斯小行星飞越探测等多项拓展试验,成为了绕太阳飞行的人造小行星,目前距地球超过9000万公里。预计2029年将再次飞回地球附近700万公里处。

  2、工程目标

  突破直接进入奔月轨道的弹道设计技术、运载火箭低温三子级滑行时间可调技术,利用CZ-3C运载火箭将卫星直接送入地月转移轨道,降低二期工程后续任务的实施风险。

  在CE-2卫星上搭载X频段应答机,与我国X频段地面测控设备配合,验证X频段测控体制,为CE-3任务积累工程经验。

  选择与CE-3任务相似的奔月、月球捕获轨道,通过实际飞行掌握直接奔月和100km近月捕获技术,为CE-3任务探索技术途径;CE-2卫星在100km轨道长时间运行,探测100km轨道空间环境,积累更多的近月空间环境数据,提高月球探测热红外分析模型的准确性。

  开展100km×15km轨道机动试验,验证CE-3任务着陆前在不可见弧段变轨的星地协同程序;在100km×15km轨道飞行期间,验证100km×15km轨道快速测定轨能力,这些测定轨数据对深入研究月球重力场分布,提高重力场模型精度有重要意义。

  配置降落相机,校验其对月成像能力;试验强纠错能力的LDPC信道编译码技术,提高卫星遥测链路性能,为探月工程和其他深空探测项目提供技术储备;将卫星数传码速率提高至6Mbit/s,试验12 Mbit/s,以期满足数据传输量增大的需求。


  在100km×15km轨道,CCD立体相机在15km近月点处对CE-3任务预选着陆区进行优于1.5m分辨率成像试验;在100km圆轨道,对预选着陆区进行优于10m分辨率成像。利用预案着陆区月表图像,绘制三维地形图,有利于定量评估预选着陆区的特性,提高CE-3任务着陆安全性。

  3、科学目标

  利用CCD立体相机获取高分辨率的月球表面三维影像,结合激光高度计获取的月表地形高程数据,可获取月球表面高精度地形数据,为后续着陆区优选提供依据,同时为划分月球表面的地貌单元精细结构、断裂和环形构造,提供原始资料。

  利用经技术改进的γ射线谱仪和X射线谱仪,可以探测月球表面9种元素——硅、镁、铝、钙、钛、钾、钍、铀的含量与分布特征,获得更高空间分辨率和探测精度的元素分布图。

  利用微波探测技术,测量月球表面的微波辐射特征,获取3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz的微波辐射亮度温度数据,估算月壤厚度。

  嫦娥二号卫星在轨运行期间正是太阳活动高峰年,是探测研究太阳高能粒子事件、CME、太阳风,及它们对月球环境影响的最佳探测时期。利用太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器,获取行星际太阳高能粒子与太阳风离子的通量、成分、能谱及其随时空变化的特征,可研究太阳活动与地月空间及近月空间环境的相互作用;获取地月空间环境数据,可为后续探月工程提供环境科学数据。


探月工程二期嫦娥二号轨道示意图

探月工程二期嫦娥二号拓展试验轨道示意图


  
(二)嫦娥三号

  1、基本情况

  嫦娥三号是二期工程的主任务,于2013年12月2日发射,完成地月转移、绕月飞行和动力下降后,在月球虹湾预选着陆区安全软着陆,巡视器成功驶离着陆器并互拍成像,实现中国航天器首次地外天体软着陆与巡视勘察。

  
探测器携带的8台科学仪器,开展了多项科学探测与巡视勘察,获得大量科学探测数据,实现了预定科学目标。

  探测器采用钚一238同位素热源、两相流体回路供热度过月夜。目前已经N5个月夜考验。


  巡视器采用遥操作实施月面科学探测,其每一次科学探测要经历感知与规划和科学探测两大步骤。


  2、工程目标
 
  突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与要操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,提升航天技术水平。
 
  研制月球软着陆探测器和巡视探测器,建立地面深空站,获得包括运载火箭、月球探测器、发射场、深空测控站、地面应用等在内的功能模块,具备月球软着陆探测的基本能力。
 
  建立月球探测航天工程基本体系,形成重大项目实施的科学有效的工程方法。
 
  3、科学目标
 
  月表形貌与地质构造调查。
 
  月表物质成分和可利用资源调查。
 
  地球等离子体层探测和月基光学天文观测。



探月工程二期嫦娥三号轨道示意图


嫦娥三号月面巡视器和着陆互拍图


月球车自主休眠、唤醒示意图


同位素热源结构示意图

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