对地遥感与深空探测6.doc

“月船号”是印度第一颗月球探测器，造价约为万 美元，原计划绕月运行两年。 印度方面还计划在年前让无人月球车登月。一些 分析师认为，印度希望在国际空间技术竞争格局中占据一 席之地。 印度年起着手发展太空计划，重点发展自行制造 的卫星和运载火箭。年起，印度开展有偿为他国 发射卫星的业务，当年将一颗意大利卫星送入轨道。 年月，印度又帮助以色列发射一颗卫星。 法新社报道，“月船号”月球探测任务使印度跻身空间技术大国行列。印度空间研究组织还计划发射用于探测金星和 火星的探测器。第六讲 探月新高潮 21世纪各国月球探测的战略目标是实现载人升月、建立月球基地，然后以月球为跳板奔向深空。2 美国的月球探索计划 日本的月球探索计划 印度的月球探索计划 中国的月球探索计划 俄国的月球探索计划3时间 事件 1958-1976 美苏共发射83个无人月球探测器1969年7月阿波罗11号实现了人类登月之梦，在月球探测中取得最辉煌的成果。这一年先后有12名宇航员踏上月球，并向地面带回440/382公斤月岩样品。1972美国“阿波罗计划”结束以后，月球探测一时有所降温，因为探月活动耗资巨大。1990 日本发射了“飞天”月球探测器，正在研制“月神”月球探测器。1998 美发射“月球勘探者”探测器。准备在今年发射“破冰者”探测器。2003年9月27日 欧洲第一个月球探测器“Smart-1号”在格林尼治时间顺利升空。2004年2月 我国公布了首次探月计划。2005 印度计划独立发射小型无人月球卫星。2007 我国计划发射首颗绕月探测卫星嫦娥一号4一、美国的月球探索计划进展状况(1) NASA的重返月球计划 早在1995年美国就提出了面向21世纪的重返月球计划。2005年，NASA公布了新的重返月球计划，其主要内容包括： 2018年前利用机器人对月球表面进行研究，选择升月地点和判定是否存 在可利用资源; 2018年再次实现载人升月，以后每年至少执行两次月球任务，初期宇 航员在月面停留7天，未来延长至6个月，进行多项科学研究并寻找可利 用资源； 建立月球基地，包括宇航员生活设施、发电站和通信站。执行重返月球 任务的探测系统将采用航天飞机和阿波罗计划中成熟的、安全而可靠的 设计和技术，主要包括新型“乘员探索飞行器，”( CEV)、月球着陆器和 “乘员运载火箭”(CLV)。 2005年9月，美国NASA公布的“空间探索计划”明确并细化了载人月球任 务的目标，确定了2018-2020年载人升月的时间表。2007年9月，NASA又更新了空间探测路线图，月球机器人任务至2010年左右，猎户座飞船 (Orion)具备初步能力由2014年推迟至2016年，而载人升月时间由2018年推迟至2021年左右，并开始建立月球前哨站基地。5（2）月球先驱机器人计划 目前NASA，在执行“月球先驱机器人计划”( LPRP)，该计划通过执行月球机器人任务来进行研究和为未来月球探测做准备，从而支持美国重返月球。 月球勘测轨道器(LRO)是“月球先驱机器人计划”的第一项任务，也是NASA重返月球和执行“空间探索新构想”的第一项任务。6月球勘测轨道飞行器（LRO） 7种科学仪器 1.辐射影响宇宙射线望远镜 辐射影响宇宙射线望远镜由波士顿大学和麻省理工学院联合研 制完成,主要用于探测月球辐射环境 2.月球射线检查器试验预言家 月球射线检查器试验预言家由加州大学洛杉矶分校和美国航天 局喷气推进实验室JPL联合研制完成 3.赖曼-阿尔法制图仪 赖曼-阿尔法制图仪由位于圣安东尼奥的西南科研所研制而成。 这台仪器能够以远紫外线光谱完成对整个月球表面的制图7 4.月球探索中子探测器 月球探索中子探测器由位于莫斯科的太空研究所研制而成。这 种探测器能够绘制高清晰度月球氢分布图，还能对所获数据进 行认真分析，用来找寻月球表面存在水冰的证据。 5.月球轨道飞行器激光测高仪 月球轨道飞行器激光测高仪由美国航天局戈达德太空飞行中心 的科学家和工程师研制完成。 6.月球勘测轨道飞行器照相机 月球勘测轨道飞行器照相机由位于坦佩的亚利桑那大学研制完 成。这种高性能相机能够发回月球表面高分辨率黑白照片，对 月球两极地区的拍照精度可以达到1米。 7.微型射频技术显示器 微型射频技术显示器主要目的是找寻月球表面以下的水冰存在。8( 3)星座系统计划 “星座系统计划”是NASA的载人月球探测计划。组成该计划初步能力阶段的项目包括猎户座飞船(Orion)，即“乘员探索飞行器” 战神-I火箭(ARES-1)，即“乘员运载火箭”，舱外活动(EVA)服与工具，以及取代航天飞机支持“国际空间站”低地轨道任务所需的地面与任务操作基础结构。9 飞船与战神-I目前的目标是不迟于2014年运行。该系统还将包括战神-V ( ARES-5)(即货运运载火箭)、地球飞离级(EDS)、月球表面到达舱（LSAM） 或牵牛星(Altair)月球着陆器以及相关支持能力，这些能力将支持不迟于2021年开始的月球任务。10 猎户座飞船为重复使用飞船，能重复飞行5-10次，外形类似 阿波罗飞船，由洛克希德马丁公司研制。对于月球任务而 言，猎户座飞船将首先运送4名航天员到达低地轨道，然后与 LSAM连接以进行飞往月球轨道之旅。 LSAM（月球表面到达舱）将下降到月球表面，进行为期一周的 出击任务和为期6个月的前哨任务 而与此同时，猎户座飞船将环绕月球轨道运行，等待LSAM的 返回。在月球表面任务结束时，这两个飞行器将进行交会对 接，乘员将乘猎户座飞船返回地球。该舱将再入地球大气 层，利用降落伞下降返回地球。 日前NASA兰利研究中心己经建造了猎户座飞船乘员舱的全比 例模型，该模型将在不久后用于乘员紧急逃逸试验。2008年3月，NASA还将设计月球着陆器的合同分别授予5家公司。11美国将发射称为“月坑观测与探测卫星”(LCROSS)的小型探测器撞击月坑。该探测器将于2008年与LRO一起飞往月球。美国东部时间2009年6月18日17时32分（北京时间日时分），两个探测器月球勘测轨道飞行器、月球坑观测和传感卫星，搭乘运载火箭腾空而起，开始了月球探测之旅。这是美国“重返月球”战略计划的第一步，将为美国下一步载人探月以及探索太阳系提供重要数据。12 这枚探测器由NASA的综合探索任测高仪务执行委员会负责，将在50公里高的极月轨道上运行一年。LRO将会传回包括全日月温图、月面大地坐标、高分辨率彩色图片以及月面紫外返照率在内的大量数据。13据美国宇航局网站报道，美宇航局7月17日公布了月球勘测轨道飞行器(LRO)从太空中拍摄到的月球照片，人类前几次登月活动中留在月球上的登月舱、脚印和科学仪器等清晰可见。1415美撞月探测器奔月途中发回首批照片LCROSS探测器发回月球红外线热成像 美撞月探测器奔月途中发回首批照片16 这颗耗资7900万美元的月球陨坑观测与感知卫星于2009年6月18日发射升空，开始飞往月球，并于美国东部时间23日上午8时20分(北京时间23日晚8时20分)开始向地球发回图片。17即撞击前大约10小时，搭载LCROSS卫星的半人马座火箭与卫星分离半人马座火箭将对月球发起第一次撞击LCROSS卫星将紧随其后发起第二次撞击2009-10-09 18 美国宇航局计划利用这两艘飞船发回地球的数据和图片，努力在2020年把人类重新送回月球。月球陨坑观测与感知卫星并不是今年第一个与月球相撞的探测器。 日本的“月亮女神(Kaguya)”月球探测器于2009年6月10日撞向月球；中国的嫦娥一号卫星也在2009年3月撞向了月球。19二、俄罗斯的月球探索计划 俄罗斯在2006-2015年航天发展规划的推动下,于2006年正式启动探月计划。 俄罗斯的月球探测活动将分五步进行:机器人无人月球探测;载人绕月探测;载人登月探测;建立月球基地;进行月球工业开发。20 俄罗斯21世纪的月球探测计划共分为三步走。 2005年俄联邦航天局( RSA)宣布了月球-全球( Lunar-Globe)计划，该计划提出，2008- 2015年俄罗斯将5次发射先进的无 人探测器，开展月球内部构造研究，并开展月球资源利用等 研究。首个探测器由一个轨道器和3种月球表面探测器(1簇10枚小型高速穿透器2枚低速穿透器、1个月球极地着陆器)组成. 在2012年向月球发射在月面软着陆的科学实验室。 将月球土壤样品带回地球。 未来，俄罗斯将陆续研制和发射月球软着陆器、自动取样返 回探测器和月球车 俄罗斯将于2010年首次发射“月球-全球”无人探测器;2011年开 始与印度协力执行第2项月球探测任务，其中包括发射1个 400kg的新一代月面巡视探测器。21三、欧洲的月球探索计划进展状况 1994年，欧洲航天局(ESA)就提出了重返月球、建立月球基地的探测计划。21世纪初，ESA执行了“智慧”(SMART)系列计划，该计划以技术演示与验证为手段，为机器人登月、建立月球基地和深空探测大系统做科学技术准备。 此外，一些欧洲国家如英国、德国、奥地利等也单独提出了一些以技术演示为目标的月球卫星探测计划。22(1)欧洲智慧-1号月球探测器计划 智慧-1( SMART-1)月球探测卫星是欧洲首个月球探测器，其 任务是验证新型太阳能离子推进系统，探测与研究月球。 它于2003年9月27日发射升空，并借助离子发动机于2004年11月15日到达近月轨道(400多天)，最后进入距月面470/2 900km的环月轨道，在此轨道上进行了大量科学实验，完成任务后于 2006年9月3日击中月球正面。SMART-1撞击月球最显著的特点是造成月表深处土石迸射，使地面科学家得以更深入广泛地观测月表物质成分，以研究月球起源和分析月球开发的前景，但是实际上并没有溅射出多少尘埃，因此地面上观测不到。23欧洲探月 “智能1号”2003年9月27日发射升空，次年11月进入月球重力场，并开始以螺旋式运动接近月球椭圆形极地轨道。2005年1月，“智能1号”进入工作轨道，即近月300公里、远月3000公里的运行轨道。从发射到撞击，近3年时间中，“智能1号”为人们探索太空、了解月球积累了宝贵财富。24 成就一：近距离观察 成就二：离子发动机 成就三：施惠后来人25(2)英国的“月光”和“月耙”探测计划 英国的月球探测计划包括前后两个项日，分别称为 “月光”( MoonLITE)和“月耙”( MoonRaker) ,并计划在 2010年发射首个月球探测器.“月光”项目是发射环绕月球飞行的轨道器，并从轨道器上向月球不同地区 发射4枚质量约13kg的穿透器。这些 穿透器可以深入月表以下2m。这一项目将有助于科学家研究月球 的内部构造，探索月球的起源与演 化，寻找月球上的水.26 “月耙”项目是发射着陆探测器，对月壤和月岩进行详细考察，并继续寻找水资源，为建立球基地做准备。事实上，英国在航天技术领域拥有相当先进的技术，欧洲“火星快车”计划中的猎兔犬-2火星着陆器就是英国独立研制的。27四、日本的月球探索计划进展状况 早在20世纪80年代，日本就执行了月球探测计划，并于1990年发射了飞天号月球探测器，成为世界上第三个探测月球的国家。 90年代以后，日本制定的系统计划主要包括: (1)月球-A计划; (2)月球软着陆探测与研究; (3)在月球表面建立月球极区定位观测站。但是上述计划均未实现。 1998年，日本制定了“月女神”( SELENE)计划，目的是完成对月面进行详细观察的任务。2005年日本 JA XA 2025年长期规划给出了机器人探月、载人升月和建设月球基地的建议时间表。28(1)日本月球-A轨道器计划 日本于1991年就启动了月球-A ( Lunar-A)计划，对月球背面进行观测与研究，提供有史以来第一批有关月球背面的数据。该计划原定1995年发射，并己于1996年研制出轨道器，但穿透器由于技术问题一再延期，尽管2006年初终于研制成功，却因轨道器己老化而被迫中止计划。29(2)日本“月女神”轨道器计划 日本于1998年通过了“月女神”( SELENE)计划，它是阿波罗计划后世界上最大和最复杂的月球探测任务。其目标是全面勘察月球，包括-矿物成分、地形学、地质结构、重力场、磁场、等离子体环境和陆地大气，从而研究月球的起源和变化，测量月球和日地间的环境，研究未来利用月球的可能性;发展月球轨道进入技术以及空间飞行器的姿态和轨道控制。“月女神”包括主轨道器和两颗了卫星，即甚长基线干涉测量法(VLBI射频源卫星(VRAD)和中继卫星(RSAT),携带14台科学仪器，总质量为2 825kg. “月女神”月球轨道器于2007年9月14日利用H-IIA F13运载火箭发射升空。30 美国科学杂志2009年2月13日将对“月亮女神SELENE”的此次观测成果进行集中报道，封面为“月亮女神”在月球最里侧拍摄的一幅名为“莫斯科之海”的图片，并刊登日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和日本国立天文台等机构合作完成的4篇论文。3132地球升起在月平线上直径约为60公里的DYSON陨石坑2007.1133 日本已经根据其绕月卫星“月亮女神”的观测结果制作了月球表面的完整地图，这在世界上尚属首次。 此外，“月亮女神”的雷达还探测到了月球表面2公里以下的地质构造，证实在28亿4000万年前月球整体开始冷却，并不断收缩。这些研究成果将为月球基地建设选址提供帮助。 “月亮女神”是日本在2007年9月发射的绕月卫星，其雷达对包括以往被忽视的月球极点附近都进行了详细观测，绘制了包含677万个月球地表高度的地图。地图显示，月球表面的最高点海拔超过了地球最高峰珠穆朗玛峰，达到+10750米，最低点深度约为-9065米。报道称，这一地图将对此后在月球表面建设基地的选址提供帮助。3435 撞击完成之后，科学家的注意力将转至美宇航局月球勘测轨道飞行器(LRO)和月球陨石坑观测与感知卫星(LCROSS)任务，它们将在“月亮女神”撞击月球（2009.6.11）一周以后发射升空（2009.6.18）。36五、嫦娥奔月372007年10月24日 欧阳自远院士介绍，“嫦娥一号”绕月卫星精选4大科学 目标： (1)获取月球表面三维立体影像（用可见光立体成像仪 和激光高度计）； (2)分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点 （用干涉成像光谱仪、X射线谱仪等）； (3)探测月壤厚度（用微波探测器）； (4)探测地球至月球41044105km的空间环境 （用太阳高能粒子探测器和低能粒子探测器）。383940 研制和发射“嫦娥一号”卫星需要攻克的4大主要技术难点： (1)卫星轨道设计和飞行程序控制设计（轨道加速，轨道调 整，近月点制动）； (2)远距离测控和数据传输（保证地面实时进行卫星测控、 监视及数据传输）； (3)制导、导航与控制（保持对月、地、日3个天体定向）； (4)热控技术（应对两次月蚀环境，-170+130温差）。 下一步探月二期的总体科学目标是“月球软着陆和月球车巡 视勘察”，届时我国将使用空间光学望远镜、极紫外相机、低频射电设备等在月球上进行天文观测，以探寻太阳系外 行星。41嫦娥二号（CE-2）424344454647484950 由于采用了不同的轨道设计，嫦娥二号约用5天（120小时）即可到达月球，将