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“落”——二期工程
發布時間:2014-03-30  字號:
 

  二期工程實現月球軟著陸和月面巡視勘察等,由嫦娥二號、三號、四號任務組成。

  (一)嫦娥二號

  1、基本情況

  二期工程先導星嫦娥二號,于2010年10月1日成功發射,直接進入地月轉移軌道,實現月球捕獲后,在100公里圓軌道,7種科學載荷開展了多項科學探測,并為后續嫦娥三號任務驗證了部分關鍵技術。


  2011年6月9日,嫦娥二號完成預定各項探測任務后,飛離月球軌道,開展了日地拉格朗日L2點探測和圖塔蒂斯小行星飛越探測等多項拓展試驗,成為了繞太陽飛行的人造小行星,目前距地球超過9000萬公里。預計2029年將再次飛回地球附近700萬公里處。

  2、工程目標

  突破直接進入奔月軌道的彈道設計技術、運載火箭低溫三子級滑行時間可調技術,利用CZ-3C運載火箭將衛星直接送入地月轉移軌道,降低二期工程后續任務的實施風險。

  在CE-2衛星上搭載X頻段應答機,與我國X頻段地面測控設備配合,驗證X頻段測控體制,為CE-3任務積累工程經驗。

  選擇與CE-3任務相似的奔月、月球捕獲軌道,通過實際飛行掌握直接奔月和100km近月捕獲技術,為CE-3任務探索技術途徑;CE-2衛星在100km軌道長時間運行,探測100km軌道空間環境,積累更多的近月空間環境數據,提高月球探測熱紅外分析模型的準確性。

  開展100km×15km軌道機動試驗,驗證CE-3任務著陸前在不可見弧段變軌的星地協同程序;在100km×15km軌道飛行期間,驗證100km×15km軌道快速測定軌能力,這些測定軌數據對深入研究月球重力場分布,提高重力場模型精度有重要意義。

  配置降落相機,校驗其對月成像能力;試驗強糾錯能力的LDPC信道編譯碼技術,提高衛星遙測鏈路性能,為探月工程和其他深空探測項目提供技術儲備;將衛星數傳碼速率提高至6Mbit/s,試驗12 Mbit/s,以期滿足數據傳輸量增大的需求。


  在100km×15km軌道,CCD立體相機在15km近月點處對CE-3任務預選著陸區進行優于1.5m分辨率成像試驗;在100km圓軌道,對預選著陸區進行優于10m分辨率成像。利用預案著陸區月表圖像,繪制三維地形圖,有利于定量評估預選著陸區的特性,提高CE-3任務著陸安全性。

  3、科學目標

  利用CCD立體相機獲取高分辨率的月球表面三維影像,結合激光高度計獲取的月表地形高程數據,可獲取月球表面高精度地形數據,為后續著陸區優選提供依據,同時為劃分月球表面的地貌單元精細結構、斷裂和環形構造,提供原始資料。

  利用經技術改進的γ射線譜儀和X射線譜儀,可以探測月球表面9種元素——硅、鎂、鋁、鈣、鈦、鉀、釷、鈾的含量與分布特征,獲得更高空間分辨率和探測精度的元素分布圖。

  利用微波探測技術,測量月球表面的微波輻射特征,獲取3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz的微波輻射亮度溫度數據,估算月壤厚度。

  嫦娥二號衛星在軌運行期間正是太陽活動高峰年,是探測研究太陽高能粒子事件、CME、太陽風,及它們對月球環境影響的最佳探測時期。利用太陽高能粒子探測器和太陽風離子探測器,獲取行星際太陽高能粒子與太陽風離子的通量、成分、能譜及其隨時空變化的特征,可研究太陽活動與地月空間及近月空間環境的相互作用;獲取地月空間環境數據,可為后續探月工程提供環境科學數據。


探月工程二期嫦娥二號軌道示意圖

探月工程二期嫦娥二號拓展試驗軌道示意圖


  
(二)嫦娥三號

  1、基本情況

  嫦娥三號是二期工程的主任務,于2013年12月2日發射,完成地月轉移、繞月飛行和動力下降后,在月球虹灣預選著陸區安全軟著陸,巡視器成功駛離著陸器并互拍成像,實現中國航天器首次地外天體軟著陸與巡視勘察。

  
探測器攜帶的8臺科學儀器,開展了多項科學探測與巡視勘察,獲得大量科學探測數據,實現了預定科學目標。

  探測器采用钚一238同位素熱源、兩相流體回路供熱度過月夜。目前已經N5個月夜考驗。


  巡視器采用遙操作實施月面科學探測,其每一次科學探測要經歷感知與規劃和科學探測兩大步驟。


  2、工程目標
 
  突破月球軟著陸、月面巡視勘察、深空測控通信與要操作、深空探測運載火箭發射等關鍵技術,提升航天技術水平。
 
  研制月球軟著陸探測器和巡視探測器,建立地面深空站,獲得包括運載火箭、月球探測器、發射場、深空測控站、地面應用等在內的功能模塊,具備月球軟著陸探測的基本能力。
 
  建立月球探測航天工程基本體系,形成重大項目實施的科學有效的工程方法。
 
  3、科學目標
 
  月表形貌與地質構造調查。
 
  月表物質成分和可利用資源調查。
 
  地球等離子體層探測和月基光學天文觀測。



探月工程二期嫦娥三號軌道示意圖


嫦娥三號月面巡視器和著陸互拍圖


月球車自主休眠、喚醒示意圖


同位素熱源結構示意圖

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