月女神探測器: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

“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

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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”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。

月女神探測器