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航空与航天
1.7.7 我国首颗绕月人造卫星——“嫦娥一号”

我国首颗绕月人造卫星——“嫦娥一号”

“嫦娥一号”是中国自主研制并发射的首个月球探测器。中国月球探测工程“嫦娥一号”月球探测卫星由中国空间技术研究院研制,以中国古代神话人物“嫦娥”命名,嫦娥奔月是一个在中国流传的古老的神话故事。“嫦娥一号”主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。整个“奔月”过程大概需要8~9天。“嫦娥一号”运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。“嫦娥一号”工作寿命1年,绕月飞行1年。执行任务后不再返回地球。“嫦娥一号”发射成功,中国成为世界第五个发射月球探测器的国家地区。

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嫦娥一号卫星

“嫦娥一号”是中国的首颗绕月人造卫星,由中国空间技术研究院承担研制。“嫦娥一号”平台以中国已成熟的“东方红三号”卫星平台为基础进行研制,并充分继承“中国资源二号”、“中巴地球资源”等卫星的现有成熟技术和成果,进行适应性改造。卫星平台利用“东方红三号”卫星平台技术研制,对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改。“嫦娥一号”星体为一个2米×1.72米×2.2米的长方体,两侧各有一个太阳能电池帆板,完全展开后最大跨度达18.1米,重2350千克。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。

“嫦娥一号”月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。其卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导,导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作,保证月球探测任务的顺利完成。星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验,其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务。

“嫦娥一号”卫星发射后首先将被送入一个椭圆形地球同步轨道,这一轨道离地面最近距离为200千米,最远为5.1万千米,探月卫星将用16小时环绕此轨道一圈后,通过加速再进入一个更大的椭圆轨道,距离地面最近距离为500千米,最远为12.8万千米,需要48小时才能环绕一圈。此后,探测卫星不断加速,开始“奔向”月球,大概经过114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。在被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月球表面200千米高度的极月圆轨道绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作。卫星奔月总共需时114个小时,距离地球接近38.44万千米。而过去,中国发射的卫星距离地面一般都在3.58万千米左右。

根据中国月球探测工程的四项科学任务,在“嫦娥一号”上搭载了8种24台件科学探测仪器,重130千克,即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪。

在初样研制阶段,有电性星和结构星这两颗初样卫星承担卫星测试工作。电性星的试验主要是用于一些带有电子性能的设备的综合测试,结构星的试验主要是要考核结构设计的合理性和整星上温度控制设计的合理性。两颗初样星进行整星测试。整个初样测试阶段持续到2007年6月份,随后进入卫星正样星的研制阶段,进行“嫦娥一号”正样卫星的研制。

为了保证完成月球探测工程任务,对承担卫星发射任务的“长征三号甲”火箭进行了41项可靠性的设计工作,以提高其运载可靠性。

“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上执行科学探测任务。

北京时间2007年10月24日18时05分左右,“嫦娥一号”探测器从西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭成功发射。卫星发射后,将用8~9天时间完成调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行。经过8次变轨后,于11月7日正式进入工作轨道。11月18日卫星转为对月定向姿态,11月20日开始传回探测数据。

2007年11月26日,中国国家航天局正式公布“嫦娥一号”卫星传回的第一幅月面图像。

2007年12月12日上午10时,庆祝我国首次月球探测工程圆满成功大会在北京人民大会堂举行。

2009年3月1日16时13分,“嫦娥一号”卫星在控制下成功撞击月球,为我国月球探测的一期工程划上了圆满句号。