月女神探測器

月女神探測器

“月女神”(SELenological and ENgineering Explorer,SELENE)探測器是日本的月球探測器,全稱為“月球學與工程探測器”,於2007年9月14日用H-2A火箭從種子島航天中心發射,主要任務是觀測月球表面地質地貌和勘測月面元素,驗證用於未來月球探測任務的工程技術、探測器由日本宇宙航空研究開發機構運營管理,由日本宇宙開發事業團(NASDA)和日本宇宙科學研究所(ISAS)合作研製,整個項目耗資約4.8億美元。

基本介紹

  • 中文名:月女神探測器
  • 外文名:SELenological and ENgineering Explorer,SELENE
  • 國家:日本
  • 發射時間:2007年
  • 運載器:H-2A火箭
  • 主要功能:月球觀測、技術驗證
衛星概況,組成,任務目標,科學任務,工程任務,主要性能參數,有效載荷,撞月情況,相關新聞,

衛星概況

SELENE探測器計畫由日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)負責實施。探測器由日本三菱重工公司研製,造價320億日元(約合2.72億美元),設計在軌運行壽命約為1年。
月女神(SELENE,是SE.Lenological and._ENgineering Explore的縮寫,意為“月球探測工程”。而SELENE一詞, 又恰巧是希臘神話中月亮女神的名字,故譯為“月女神”)月球探測器上,裝備了15種觀測儀器。主衛星將在月球上空100千米的極地圓形軌道上,以前所未有的精度,對整個月球及其周圍環境進行各種觀測。美國的阿波羅計畫主要是以月球 赤道附近為中心展開考察活動的,即使是隨後的許多月球考察也尚未獲取月亮全球的詳細觀測數據。
這次月球考察的主要目標之一是測定整個月球的重力分布。月球的重力並非是均勻一致的,隨著月面下構造的不同,在月球的不同位置,其重力也會有強弱之分。而月球上重力的變化,會對繞月飛行的衛星產生軌道偏移的影響,要精密地測定這種軌道的偏移量,就需要準確地了解月球的重力分布。SELENE月球探測器,由主衛星和子衛星組成,可以對迄今從未被直接測定過的月球內部的重力情況,進行詳細的測量。近年來,出於建設月面基地的需要,各國都在研發低軌道的月球探測器。為了對低軌道人造衛星進行精密控制,關月球重力分布的詳細數據是不可缺少的。
SELENE月球探測器,還將釆用X射線和伽馬射線,對月球表面分布著的物質元素,進行調查。通過對鈾等放射性物質分布等重要數據的蒐集,可以加深我們對月殼的形成和岩漿活動規律等月球進化歷史的了解。此外,為了將來建設月面基地取材的需要,在月球上尋找鐵礦、鈦礦等礦藏的分布數據也是很重要的。月女神探測器還配備有高清晰度的照相機,準備從月球拍攝“地球升起”的壯麗景象。

組成

“月女神”探測器由主軌道器、“中繼”子衛星和“月球重力場”子衛星3部分組成。主軌道器運行在高度為100km的月球極軌道上,大部分有效載荷安裝在主軌道器上;“中繼”子衛星作為中繼星,接收來自主軌道器的都卜勒信號,協助主軌道器測繪月球遠端的引力圖,並從月球背面向地球發回數據,解決了探測器位於月球陰影區時無法與地球通信的問題;“月球重力場”子衛星則進行月球引力場測量,還協助測繪了月球引力圖。

任務目標

科學任務

SELENE探測器的主要科學任務目標是對月球開展全球調查,探測月球元素豐度、礦物組成、地形、地質、重力場、月球和日地電漿環境。具體包括以下幾個方面:
探索月球和地球的起源,研究月球的形成和演化過程。月球上具備穩定的地質條件,31億年以來沒有經歷過劇烈的地質活動,因此探測月球不但有助於了解地球和月球的起源,而且有助於揭開太陽系早期的秘密。
觀測月球的空間環境。SELENE 探測器將繞月飛行1年,期間將探測太陽如何影響月球,為人類未來建立月球基地 提供科學數據。
觀測外太空。月球所在的外太空里沒有人為的無線電波干擾,因此比地球更有助於進行宇宙探測。

工程任務

SELENE探測器的工程任務目標是驗證未來月球探測的關鍵技術,如月球極 軌進入、探測器的姿態和軌道控制、三軸 穩定和熱控等,為日本未來進一步探測月球作準備。

主要性能參數

主軌道器為長方體結構,尺寸為2.1m×2.1m×4.8m,發射質量約2900kg(包括2個子衛星),結構詳見圖5-80。主軌道器在軌道高度1OOkm、傾角90°的繞月圓軌道上運行主軌道器的分系統見下表。
月女神探測器
“月女神”主軌道器分系統概況
電源
太陽翼面積22m2,功率3486W;4個50V、35A·h容量的NiH2蓄電池
通信
通過高增益天線進行S和X頻段通信
熱控
500N雙組元主發動機
姿態與軌道控制
三軸穩定,4個太陽敏感器、2個慣性基準單元、2個星跟蹤器、4個20Nms反作用輪及推力器12個20N的雙組元推力器、8個1N的單元推力器
“中繼”子衛星和“月球重力場”子衛星的外形、質量、結構、計畫壽命基本一樣,基本參數見下表。“中繼”子衛星無推進單元,柱體頂部中央安裝l副偶極子天線,頂部和底部分別安裝2副S頻段天線。柱體的8個側面貼裝了70W的矽太陽電池陣,鎳氫蓄電池容量為26V、13A·h。“中繼”子衛星還裝有1台X頻段和3台S頻段無線電發射機,能在地面和軌道器間進行4路都卜勒測距信號中繼。實際在軌工作時間超過1年。
“中繼”子衛星和“月球重力場”子衛星基本參數
名稱參數指標
“中繼”子衛星
構型
八角形柱體1m×1m×0.65m,質量50kg
軌道
橢圓形軌道
高度
近地點100km,遠地點2400km
傾角
90°
姿態控制
自旋穩定(10r/min)
“月球重力場”子衛星
構型
八角形柱體1m×1m×0.65m,質量50kg
軌道
橢圓形軌道
高度
近地點100km,遠地點800km
傾角
90°
姿態控制
自旋穩定(10r/min)
“月球重力場”子衛星無推進單元,柱體頂部中央安裝有偶極子天線。柱體的8個側面貼裝了70W的矽太陽電池陣,鎳氫蓄電池容量為26V、13A·h,裝有1台X頻段和3個S頻段無線電發射機,與“中繼”子衛星配合,可進行月球引力場測量,實際在軌工作時間超過1年。

有效載荷

探測器攜帶的有效載荷包括多譜段成像儀、地形相機、高解析度攝像機、X射線光譜儀、γ射線光譜儀、雷射高度計、磁強計、電漿成像儀、帶電粒子光譜儀和無線電科學裝置等。

撞月情況

據人民網2009年6月11日報導,日本“月女神”探測器於台北時間當日凌晨2:25實現撞月。據日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)網站訊息,撞月點位於月球南緯65.5°東經80.4°。由於撞月點位於月球的日影部分,因此有可能觀測到撞月瞬間的亮光,JAXA呼籲各國觀測機構能夠提供對此次撞月的拍攝圖像。“月女神”在成功發射後,經歷了約10個月的定期運行和7個半月的後期運行,收集到了大量科學數據。

相關新聞

2007年9月14日,日本標準時間11時44分,通過 探測器傳回的信號和數據證實月女神”(SELENE)探測器的太陽翼已展開;18時52分,接收到的遙測信號證實,高增益天線已經展開;22時53分,接收到星載照像機拍攝的圖像數據,探測器狀態良好。9月29日中午,開始實施第二次軌道調整。衛星在距離地球約8500km時,啟動推進器改變方向和速度。9月29日 21時46分,高清晰影像拍攝系統從距離地球約110000km處為地球攝影,而此前人類各類太空飛行器拍攝地球高清晰影像的地點最遠距離地球不過340km。從畫面可以清楚地分辨出南美大陸西海岸的海岸線,以及籠罩在大西洋上空的雲層。10月4日6時20分,“月女神”搭載的小型助推器點火,衛星修正了飛行方向和速度,開始實施軌道調整。衛星已進入遠月點高度11741km、近月點高度101km的橢圓形繞月軌道,軌道周期為16h42min。在這之前,10月12日和14日兩顆子衛星已與主衛星分離。主衛星於10月19日進入了近圓形繞月觀測軌道。12月中旬正式開始月球觀測工作。

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