騰訊軍事2013-11-27 11:31
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嫦娥一號(hào)于2007年10月24日發(fā)射，成功實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首次月球環(huán)繞飛行，其成果獲得歐美同行高度評(píng)價(jià)。
我國(guó)將于今年12月前后在西昌發(fā)射嫦娥三號(hào)月球軟著陸探測(cè)器，執(zhí)行探月工程二期的落月探測(cè)任務(wù)。嫦娥三號(hào)這次任務(wù)不僅將實(shí)現(xiàn)我國(guó)航天器在地外天體的首次軟著陸，還是人類自1976年蘇聯(lián)Luna 24探測(cè)器以后發(fā)射的第一個(gè)月球軟著陸探測(cè)器。嫦娥三號(hào)探測(cè)器的發(fā)射，將拉開(kāi)人類新一輪探月熱潮的序幕。
嫦娥三號(hào)是我國(guó)探月工程二期的第2顆月球探測(cè)器，在此之前，我國(guó)已經(jīng)成功實(shí)施了探月一期工程，發(fā)射了嫦娥一號(hào)月球探測(cè)器，并發(fā)射了探月工程二期的先導(dǎo)星嫦娥二號(hào)探測(cè)器。嫦娥三號(hào)發(fā)射在即，我們有必要回頭檢視嫦娥一號(hào)和嫦娥二號(hào)的任務(wù)成果。
嫦娥一號(hào)探測(cè)成果獲國(guó)際高度評(píng)價(jià)
嫦娥一號(hào)于2007年10月24日發(fā)射，它成功實(shí)現(xiàn)了月球環(huán)繞飛行，獲取了月球表面120米分辨率的全月圖，并獲取了月球表面的元素分布與含量等信息。嫦娥一號(hào)在一年的設(shè)計(jì)壽命里順利完成預(yù)定任務(wù)后，在2009年3月1日以撞擊月球結(jié)束了使命。
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嫦娥二號(hào)原本只是一號(hào)的備份，一號(hào)星成功后“半路出家”改裝成現(xiàn)在所見(jiàn)的模樣，搭載高分辨率相機(jī)，為嫦娥三號(hào)探路。
嫦娥一號(hào)的全月圖分辨率較低，僅達(dá)到十多年前美國(guó)克萊門汀(Clementine)號(hào)探測(cè)器的水平，落后于同期發(fā)射的日本輝夜姬和印度月船一號(hào)探測(cè)器，不過(guò)它繪制的全月數(shù)字高程模型的精度相當(dāng)不錯(cuò)，而且繪制了重要元素的全月含量分布，特別是在世界范圍內(nèi)首次獲得了四個(gè)頻率的月球正午和子夜的全月微波圖像，2010年獲得歐洲行星科學(xué)大會(huì)和美國(guó)航天局等機(jī)構(gòu)的高度評(píng)價(jià)。
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2012年2月6日，中國(guó)探月工程公布了嫦娥2號(hào)拍攝的全月球影像圖，分辨率達(dá)7米，這是它的縮略圖。
嫦娥二號(hào)驗(yàn)證了嫦娥三號(hào)部分關(guān)鍵技術(shù)
嫦娥二號(hào)月球探測(cè)器雖然被列入二期工程，作為先導(dǎo)星，但它實(shí)際上是嫦娥一號(hào)探測(cè)器的備份星。嫦娥一號(hào)順利完成任務(wù)后，我國(guó)科學(xué)家對(duì)備份星進(jìn)行了改進(jìn)，安裝性能更好的設(shè)備，并賦予嫦娥二號(hào)的編號(hào)。
嫦娥二號(hào)探測(cè)器于2010年10月1日發(fā)射升空，其主要使命是為嫦娥三號(hào)月球軟著陸探測(cè)器進(jìn)行部分關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。嫦娥二號(hào)驗(yàn)證了嫦娥三號(hào)將要使用的地月直接轉(zhuǎn)移軌道技術(shù)、X頻段測(cè)控技術(shù)、100千米高度近月軌道捕獲等關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)嫦娥三號(hào)的預(yù)定落月區(qū)域虹灣地區(qū)進(jìn)行了高精度的成像。
嫦娥二號(hào)攜帶了100千米高度7米分辨率的高分辨率CCD相機(jī)，拍攝了國(guó)際上分辨率最高的7米分辨率全月圖。為了對(duì)虹灣著陸地區(qū)進(jìn)行高精度成像，嫦娥二號(hào)還曾變軌到15千米X100千米軌道，在18.7千米高度拍攝了1.3分辨率米的虹灣局部影像圖，這次變軌也為嫦娥三號(hào)的落月做了相應(yīng)的技術(shù)驗(yàn)證。
嫦娥二號(hào)拓展深空大放異彩
出乎人們意料的是，嫦娥二號(hào)完成預(yù)定任務(wù)后，開(kāi)始進(jìn)行深空拓展任務(wù)。2011年6月9日，嫦娥二號(hào)從月球軌道出發(fā)，于8月25日飛抵日地拉格朗日L2點(diǎn)，成為我國(guó)首顆人造小行星，并創(chuàng)造了我國(guó)航天器遠(yuǎn)離地球170萬(wàn)千米的記錄，接近了我國(guó)此前地面測(cè)控能力的極限。
航天器深空飛行的關(guān)鍵是地面測(cè)控能力，簡(jiǎn)單地說(shuō)取決于測(cè)控天線的尺寸。無(wú)線電信號(hào)會(huì)隨著距離的變大而變得微弱，因此地面對(duì)遠(yuǎn)離地球的深空航天器進(jìn)行測(cè)控、聯(lián)絡(luò)時(shí)要采用盡可能大的收發(fā)天線，以捕捉到深空航天器傳回的微弱信號(hào)。
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嫦娥二號(hào)完成預(yù)定任務(wù)后，任務(wù)開(kāi)始不斷拓展，先進(jìn)入地拉格朗日L2點(diǎn)，后又續(xù)發(fā)揮余熱，執(zhí)行飛掠4179號(hào)圖塔蒂斯小行星，并在完成任務(wù)后繼續(xù)飛離地球。
我國(guó)一開(kāi)始用喀什和青島的兩個(gè)18米直徑天線對(duì)嫦娥二號(hào)進(jìn)行跟蹤測(cè)控。隨著喀什35米直徑和佳木斯66米直徑測(cè)控天線的建成，我國(guó)科學(xué)家決定再接再厲，讓嫦娥二號(hào)繼續(xù)發(fā)揮余熱，執(zhí)行飛掠4179號(hào)圖塔蒂斯小行星的任務(wù)。2012年6月1日，嫦娥二號(hào)從L2點(diǎn)附近的李薩如軌道出發(fā)，開(kāi)始中國(guó)航天史上最遠(yuǎn)的一次長(zhǎng)征。探月工程總體組織了相關(guān)單位，集中國(guó)內(nèi)多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，精確測(cè)定了圖塔蒂斯小行星的軌道，并在喀什、佳木斯兩個(gè)大型深空測(cè)控站和上海65米直徑天線的甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量站聯(lián)合支持下，嫦娥二號(hào)最終于2012年12月13日16時(shí)30分，與圖塔蒂斯小行星以10.73千米/秒的相對(duì)速度在3.2千米距離上檫身而過(guò)，并使用CMOS監(jiān)視相機(jī)為圖塔蒂斯小行星拍攝了最高分辨率10米的高清圖像。嫦娥二號(hào)拓展任務(wù)的成功，檢驗(yàn)了我國(guó)的深空測(cè)控能力，為我國(guó)未來(lái)的深空探測(cè)尤其是小行星探測(cè)活動(dòng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
嫦娥二號(hào)飛過(guò)4179圖塔蒂斯小行星后剩余推進(jìn)劑很少，能提供的速度增量不到10米/秒，無(wú)法再有效執(zhí)行其他任務(wù)。但作為一個(gè)軌道參數(shù)與地球不同的人造小行星，嫦娥二號(hào)與地球的距離繼續(xù)不斷增加，先后突破2000萬(wàn)、3000萬(wàn)和5000萬(wàn)千米，根據(jù)2013年9月下旬國(guó)際宇航大會(huì)上公布的消息，嫦娥二號(hào)與地球的距離已經(jīng)超過(guò)了5400萬(wàn)千米。按現(xiàn)有軌道分析，到2014年7月，嫦娥二號(hào)與地球距離有望擴(kuò)大到1億千米，當(dāng)它飛過(guò)日地拉格朗日L3點(diǎn)附近時(shí)，星地最大距離可達(dá)到約3億千米。預(yù)計(jì)約24年后嫦娥二號(hào)將再次重返地球，不過(guò)那時(shí)它將在700多萬(wàn)千米外掠過(guò)地球，肯定無(wú)法繼續(xù)聯(lián)系了。
作為嫦娥一號(hào)的備份星，嫦娥二號(hào)圓滿完成了先導(dǎo)任務(wù)，又在深空探測(cè)拓展任務(wù)中大放異彩，在我國(guó)深空探測(cè)史上寫下了光輝的一頁(yè)。
