宇宙探索——中国嫦娥奔月
10月31日17时28分,嫦娥一号卫星成功实施第三次近地点变轨,顺利进入了连接地球与月球的“天路”——地月转移轨道,开始了真正的奔月旅程。现在,让我们来了解一些有关“嫦娥”奔月的知识。
绕月探测卫星飞行程序
我国月球探测卫星的飞行程序大致分为四个阶段:①超GTO和中间轨道阶段。从星箭分离起,至第三次近地点变轨结束止。②地月转移阶段。从第三次近地点变轨关机起,到卫星临近近月点。③环月轨道捕获阶段。第一次制动点火至进入环月工作轨道。④环月轨道阶段。卫星进行探测活动并回传数据。
卫星工作具体过程
发射阶段和神六的发射大致相同,长征三号甲火箭在发射场将嫦娥一号卫星发射出去,送入轨道倾角为31度,近地点200千米,远地点51000千米,周期12小时。
卫星在16小时的调相轨道上运行两圈后(其间卫星在远地点进行一次机动,将近地点高度由200公里提高到600公里),卫星进行第一次近地点变轨,调相轨道周期变为24小时(远地点高度约为71000km);其目标是将轨道的能量进一步增大,使其变为远地点高度38万千米的地月转移轨道。
卫星在24小时的调相轨道上运行3圈后,进行第二次近地点变轨,调相轨道周期为48小时(远地点高度约为137000km);卫星在48小时的调相轨道运行一周后,进行第三次近地点变轨,卫星进入地月转移轨道,在地月转移轨道中,卫星依照需要进行2次轨道修正。进入轨道的时间和运动状态,特别是位置和速度非常关键,如果时间和速度不对,可能找不到月球或者和月球擦肩而过。
大概经过116小时的飞行,在快要到达月球时,依靠控制火箭的反向助推减速,在进入月球轨道之际,卫星必须顺利地被月球引力捕捉,才能成为月球环绕卫星,实现为月球的探测,此时卫星必须进行减速机动来实现月球的捕捉。最终在离月球表面200公里高度的绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作。
探月的具体任务
探月的第一项任务是绘制立体的月球地图。国外已有多个版本的平面月球地图,但立体的只有二幅,且做得不完整。嫦娥一号卫星将采取与其他国家不同的思路,搭载1台CCD立体相机和1个激光高度计,两者结合绘制完整细致的立体月球地图。CCD立体相机同时对卫星飞行的前方、下方和后方进行拍照,形成三维影像。激光高度计由激光器、望远镜和接收电路三部分组成。卫星进入环月轨道后,激光高度计首先向月面发射激光束,并立刻用望远镜把反射回来的光束变成电信号;接收信号的电路盒将迅速进行计算,得出该探测点的月球海拔高度。激光高度计完成绕月旅行,月面每个探测点的海拔高度就一清二楚了。这些数值与CCD立体相机拍摄的高精度图像相叠加,就是一幅完整而精确的月球立体地形图。
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人类探月大事纪
1959年9月12日,经过多次的失败以后,前苏联发射的月球2号,在月球表面的澄海成功着陆,成为到达月球的第一位使者。
1969年7月20日,美国宇航员尼尔-阿姆斯特朗乘坐“阿波罗11号”宇宙飞船成功地踏上了月球,成为人类有史以来登上月球的第一个人。
1970年9月12日前苏联发射的月球16号,9月20日在月面着陆,第一次使用钻头采集了120克月岩样品,于24日带回地球。1970年11月10日,前苏联发射的月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。
1972年“阿波罗计划”结束,美国在登月成功后的三年多时间里,先后又发射了5艘“阿波罗”号飞船把另外10名宇航员送上了月球。
但之后,耗资巨大的月球探测降温。此后的30余年,美国人的脚步再也没有踏上月球。前苏联由于在载人登月方面遇到挫折,在1976年8月9日发射了最后一个月球24号探测器后,前苏联也宣告对月球的无人探测完成。
美国在1994年和1998年分别发射了两枚探测器,完成了绘制月球表面地形图、分析月球地质结构和寻找到月球存在冰或水的证据的任务。2004年年初,美国政府宣布正式启动在月球上建立永久基地的计划。
2003年10月16号,中国“神舟五号”载人飞船成功发射,成为地球上的第3个宇航大国,并提出了10年内的登月计划。
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