中日发射的探月卫星谁更先进?

中国的“嫦娥一号”和日本的“月亮女神”

长征三号甲H2A运载火箭

重量2.35吨3吨

乐器数量:6套,24件,14种。

工作年限1年

轨道高度为200公里100公里。

轨道式跨极轨道

推出日期:2007年下半年(未推出);2007年9月14日。

据中国科学院院士、中国探月工程首席科学家欧阳自远和中科院国家天文台助理研究员郑永春撰写的文章介绍,今年下半年发射的嫦娥1号探月卫星共选用了6套24台科学探测仪器,包括CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、γ/X射线谱仪、微波探测器、太阳高能粒子探测器和低能离子探测器等这些设备在国内都是第一次使用,有些还是第一次使用。

根据欧阳自远院士的设想,嫦娥1卫星将前往月球,完成四项科学任务。

用于拍摄月球三维图像的立体相机CCD

原有的CCD立体相机配有激光仪,拍摄月球地形图的三维图像。

探月的首要任务是绘制月球的三维地图。国外有很多版本的平面月球地图,但只有两个是立体的,不完整的。嫦娥1卫星将采用不同于其他国家的思路,它将配备1 CCD立体相机和1激光高度计,它们将结合起来绘制完整详细的月球三维地图。CCD立体相机(见下图)同时对卫星飞行的前方、下方和后方进行拍摄,形成三维图像。激光高度计由激光器、望远镜和接收电路组成。卫星进入绕月轨道后,激光高度计首先向月球表面发射激光束,并立即用望远镜将反射光束转换成电信号;接收到信号的电路盒会快速计算得出月球在探测点的高度。激光高度计完成绕月旅行后,月球表面各探测点(包括南北极暗坑)的高度就会一目了然。这些数值与CCD立体相机拍摄的高精度影像叠加,就是一幅完整准确的月球三维地形图。

月球元素地图

γ/X射线谱仪首次将14元素勘探为建设月球基地的资源富集区。

第二个任务是探测月球上的元素分布。美国在2000年才利用1998发射的卫星绘制了月球上五种元素的分布图(见右中),包括铁、钛、铀、钍、钾。嫦娥1卫星将利用世界先进的伽马/X射线谱仪探测月球上14元素的分布。这样我们就知道月球上分布着哪些资源,我们可以选择未来在资源丰富的地区开采月球资源,以满足人类社会的需求。首次装载微波遥感探测器评估月壤厚度和氦-3储量

第三项任务是评估月球上土壤的厚度和氦-3资源的数量。嫦娥1卫星搭载了微波探测器,这是世界上首次在探月卫星上安装微波遥感装置,技术难度很大。这种微波探测仪可以探测物体的微波辐射强度,可以在所有气象条件下全天候工作,并且具有穿透能力,可以探测深埋物体。科学家可以通过对月球微波辐射强度的科学分析,估算出月球土壤的厚度以及氦-3在月球上的总量和分布。氦-3是地球上极其罕见的替代石油的能源。微波探测器还可以测量月球背面的亮度和温度图,以及月球两极地面的信息。

栾恩杰(前排中)、总设计师孙家栋(前排右)和首席科学家欧阳自远(前排左)在做研究工作。

国产太阳高能粒子探测器首次探测40万公里空间环境。

第四项任务是监测最远40万公里的空间环境,记录原始太阳风数据,研究太阳活动对地球和月球空间环境的影响。我国目前只监测到了7万公里以内的空间环境。嫦娥1上的太阳高能粒子探测器和低能离子探测器将首次探测远至4万至40万公里的空间环境。这些关键科学数据对未来深空探测器的环保设计具有重要参考价值。

“月亮女神”原计划于当地时间2007年9月13日发射。但由于天气原因,日本决定将发射时间推迟至31时14分(北京时间9时314分)。按照日本方面的说法,即将发射的探月卫星“月亮女神”将开启21世纪探月计划的新纪元。

上世纪六七十年代有很多探月计划,比如美国的阿波罗登月计划。这些探测卫星收集了大量关于月球的数据,这也导致了许多新的发现,例如月球近表面和远表面的差异。然而,最近的许多探月计划只是竞相将人类送上月球,而没有考虑月球起源和演化等严肃科学研究的数据收集或数据收集不足。

“月亮女神”将通过十几个精密的科学仪器,从整个月球收集有关化学元素分布、矿物、地形和表面结构、重力场和月球环境的数据,这将比以往的月球探测任务更加深入。“月亮女神”收集的所有数据将为我们研究月球的起源和演化提供新的科学知识。

中国和日本的探月计划将分别于2007年和2008年实施。两个探月计划的目的都包括收集相关数据,研究月球的起源和演化。与此同时,美国国家航空航天局也计划很快进行一次载人探月飞行。作为初步研究的一部分,美国国家航空航天局将在2008年发射一颗探月卫星,为载人探月飞行收集数据。美国国家航空航天局的载人探月任务也将使用“月亮女神”收集的数据。换句话说,“月亮女神”将为美国国家航空航天局的载人探月计划做出贡献。此外,“月亮女神”将携带高清电视摄像机,从月球的“地平线”上拍摄地球的美丽图像。

三个科研目标:研究月球的起源和演化;获取有关月球表面环境的信息;在月球轨道上进行无线电波研究。

发射:“月亮女神”将由H2A火箭(型号H2A2022)从日本南部鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射,进入近地点281 km、远地点232805 km的停泊轨道。发射19天后,“月亮女神”将到达月球,在距离月球120公里、距离月球13000公里的极地轨道上绕月飞行。第24天,它将进入距离月球100公里、距离月球2400公里的轨道,并释放一颗小型中继卫星(30天)在远至800公里的轨道上释放一颗甚长基线干涉测量无线电卫星。最终在第37天,卫星被调整到距离月球100公里的轨道,探测任务为一年。最初的发射日期是2007年8月16日,但由于发现一些电子元件安装不正确,发射日期被推迟了几次。

《月亮女神》由三个独立单元组成。

轨道器:轨道器的长度为2.1,宽度为4.2米。它看起来像一个长方形的盒子,重约1984 kg。轨道器发射时重3吨,包括两颗小卫星,尺寸为2.1 m x 2.1 m x 4.8 m,姿态控制三轴稳定,功率3.5 kW(最大),运行时间1年,任务轨道为圆形,轨道高度100 km,倾角90度。

小型中继卫星:小型中继卫星和甚长基线干涉测量无线电卫星都是八角棱镜,中继卫星将从轨道器向地球传输信息。中继卫星重50kg,尺寸为1.0x1.0x0.65m,姿态控制为旋转稳定,功率为70w。其轨道(初始轨道)为椭圆轨道,近月点100km,远月点2400km,倾角90度。

甚长基线干涉测量无线电卫星:它将用于测量月球的确切位置和运动。甚长基线干涉测量射电卫星重50kg,尺寸为1.0m x 1.0 x 0.65姿态控制为旋转稳定,功率为70w。其轨道(初始轨道)为椭圆轨道,距离近月点100km,倾角90度。