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嫦娥一號計劃撞月：最後的獻身


2009年02月02日13:19 來源：《北京科技報》陳永傑


　　“‘嫦娥一號’衛星將選擇適當時機，實施落月任務。”日前，國防科工局負責人正式對外界公布了超期“服役”的中國首顆探月衛星“嫦娥一號”的最後歸屬。這標誌中國的探月一期工程已經圓滿完成，探月二期工程全麵啟動。

　　不久前，已經超期服役的“嫦娥一號”衛星再次實施轉軌，由距離月麵100公裏的環月軌道成功將軌道近月點降至距月麵17公裏。完成降軌試驗後，衛星重新回到距月麵100公裏的極軌圓軌道。

　　國防科工局專家表示，在這次降軌試驗中，“嫦娥一號”衛星平台工作正常，地麵測控係統開展了一係列試驗，為探月工程二期開展高分辨率對月觀測和實施月麵軟著陸等積累了工程經驗。

　　“嫦娥一號”衛星於2007年10月24日發射，它的設計壽命為一年。基於“嫦娥一號”衛星工作狀態仍很良好、燃料充足的狀況，有關方麵決定充分挖掘衛星使用價值，對衛星實施有關在軌試驗，為後續探月任務增加技術儲備。

　　但是，對於“嫦娥一號”衛星到底要采取何種方式結束自己的探測任務，相關專家一直守口如瓶。

　　“撞擊月球是國際航天領域結束月球探測器‘使命’普遍采用的方式。” 歐陽自遠院士說。“與其讓探月航天器因為燃料耗盡而墜落月球，還不如選擇撞擊月球的方式，多少也能為人類了解月球增加一些資料積累。”

　　南京大學天文學係蕭耐園教授透露，人類探測器選擇撞擊月球有重要的科學意義。撞擊成功後會掀起大量的月球塵埃。科學家通過分析這些月球塵埃的成分，來解釋月球的起源之謎。而月球的起源之謎目前的學說都存在比較大爭論。

　　另外，探測器如果能夠做到指定時間撞擊到預定的地點，將會為下一步其他人類探測器在月球或其他星體精確著陸奠定基礎。

　　同時，為防止小行星撞擊地球也提供了工程基礎。因為人類對付威脅地球安全的小行星撞擊，目前的手段就是用人造核武器擊中小行星的固定位置，以此改變小行星的運行路線。這次行動無疑是積累了經驗。

　　“‘嫦娥一號’衛星在撞擊前還能完成拍攝近距離高分辨照片、拍攝撞擊時的瞬間情況，這些資料對地麵分析人員非常有用。” 蕭耐園教授介紹說。

　　此前，印度的月球探測器“月船１號”所攜帶的月球撞擊探測器於2008年11月14日成功撞擊月球。撞擊產生了巨大月球塵埃， “月船１號”將數據傳回地麵後，印度科學家啟動了對有關數據的分析工作，以進一步了解月球表麵物質構成。

　　但是，歐陽自遠院士透露，由於“月船１號”所攜帶的月球撞擊探測器重量太小，撞擊月球後，產生的月球塵埃非常有限。

　　歐陽自遠院士認為，撞擊月球最成功的是歐洲第一個月球探測器“智能１號”的那次撞擊。2006年，重約370公斤，體積約1立方米，相當於一個洗衣機大小的 “智能１號”按預定計劃，以7000公裏的時速，與月球表麵幾乎平行的1度角成功撞擊月球，在月球表麵砸出一個直徑約為3米至10米的大坑，同時激起10多公裏厚的“塵埃”。

　　而對於一個長2米、寬1.72米、高2.2米，體積約7.5立方米的“嫦娥一號”衛星（相當於一輛越野車，兩側太陽能電池帆板完全展開後最大跨度達18.1米）。撞擊月球產生的塵埃是否一定比“智能１號”多呢？

　　南京大學天文學係蕭耐園教授認為，隻要保證衛星撞擊前的初始速度，“嫦娥一號”衛星撞擊月球產生的塵埃將肯定比“智能１號”多。

　　“嫦娥一號”衛星撞擊月球時，由於中國將沒有探測器圍繞月球飛行，所以，能否觀測到衛星撞擊的過程和撞擊產生的效果，將極大影響“嫦娥一號”撞擊的價值。

　　“中國將可能和日本科學家合作，利用日本的探月衛星‘月亮女神’對‘嫦娥一號’衛星撞擊月球的全過程實施觀測，並且將數據傳回地麵，中日雙方將共享相關數據。”北京大學焦維新教授在接受《北京科技報》記者采訪時說。

　　但是，歐陽自遠院士認為，利用“月亮女神”衛星對“嫦娥一號”衛星撞擊月球的全過程實施觀測的難度非常大。要讓“月亮女神”觀測到“嫦娥一號”的撞月全過程，必須保證在“嫦娥一號”撞月的時候，“月亮女神”正好飛行到撞擊的上空。並且，“月亮女神”攜帶相機的拍攝角度正對撞擊地點。這兩個條件，要通過兩國科學家的通力合作。“控製兩顆衛星同時在38萬公裏外的月球上完成任務是非常困難的。”

　　2006年，歐洲“智能１號”衛星係統位於美國夏威夷的一個觀測站拍攝到“智能１號”撞擊月球後發出的“明亮閃光”。中國的地麵觀測站能否觀測到“嫦娥一號”的這次撞擊呢？

　　“如果‘嫦娥一號’撞擊月球的時候，正好是正對地球的一麵，中國的地麵觀測站也有可能觀測到撞擊形成的亮點。但是，這隻能證明衛星撞上月球。”歐陽自遠院士介紹說。

　　蕭耐園教授說，“嫦娥一號”衛星撞擊月球形成的巨大塵埃，國內隻有河北興隆國家天文台的2.16米射電望遠鏡能觀測到，科學家根據天文望遠鏡觀測到的紅外線光譜，能夠對月球的塵埃成分進行分析，對於人類進一步了解月球形成過程有很大的幫助。

“最重要的是，如果‘嫦娥一號’衛星撞擊月球時，日本和印度的探月衛星正好飛臨撞擊上空，大量的數據將被獲取。這也將是中國對國際航天研究的一大貢獻。” 蕭耐園教授說。


天文學家稱嫦娥一號有望主動撞擊月球

2007年10月08日15:05

　　神話傳說中的“嫦娥奔月”已指日可待。10月6日，南京大學天文學係蕭耐園教授在金陵圖書館舉辦了一場名為“奔向月球”的科普講座，對即將奔月的“嫦娥一號”進行了詳細解讀。蕭耐園在接受記者採訪時透露，在完成既定目標後，繞月飛行一年的“嫦娥一號”有望主動撞擊月球，以獲取更多月球資訊。

　　4隻“千裏眼”聯動監測

　　“如何讓探測衛星進入月球軌道”，是探月計劃第一步需要解決的關鍵問題。探月衛星距地球的距離，幾乎是以往發射衛星的近10倍。蕭耐園說，目前採納的是多級推進方式，一步步地推進探月衛星進入預定軌道，最後在離月球表麵200公裏的高度沿著月球軌道飛行。

　　蕭耐園說，“嫦娥一號”在完成發射的最初時間內，由於離地球距離較近，各地天文觀測站，包括“遠望號”測量船，都會利用大型光學望遠鏡進行監測。在脫離地球軌道繞月飛行的一年時間裏，我國共有4台射電望遠鏡接收其信號，進行精確定位和觀測。這4隻“千裏眼”，分別位於國家天文台北京密雲地麵站、雲南天文臺、上海天文臺和烏魯木齊天文臺。

　　為“月球”畫一張立體畫像

　　我國的探月工程雖然剛剛起步，但事實上中國科學家對於月岩的研究卻已有近二十年曆史。1978年，美國向中國贈送了一份特殊的禮物———隻有指甲大小的1克重的月岩，當時這份1克的樣品，被分成了兩份，一份保存在北京天文館中，另一份用於研究。這0.5克來自月球的岩石，吸引了國內近百名科學家的關注，進行了包括礦物成分，結構構造、化學成分、微量元素、物理性質、產出環境等一係列的測試和研究。

　　蕭耐園說，儘管對月岩進行了研究，但由於我國積累的月球三維立體影像一直殘缺，尤其是月球南北兩極的探測資料幾乎是空白。“嫦娥一號”實現繞月飛行後，我國將會繪製一張完整的月球三維立體影像，詳細拍攝月球每一平方米的“土地”，同時探測月球的鐵、鈦等14種元素含量和分佈，對地月空間環境進行考察。

　　一年後可望主動撞擊月球

　　“過去我們的航太活動都是圍繞地球做文章，月球探測，拉開了中國深空探測的帷幕。”專家說。月球探測工程，將填補我國在深空探測方麵的空白，在諸多領域促進我國的科技創新能力，催生一大批科學技術成果並應用到國民經濟的各個領域。比如推進航太工程係統集成、深空測控通信、新型運載火箭和航太發射等航太技術跨越式發展，帶動資訊技術、新能源技術、新材料技術等其他高新技術的發展。

　　那麼“嫦娥一號”將選擇以何種方式“謝幕”呢？蕭耐園透露，“嫦娥一號”如果在一年的預定時間內繞過月球的全部表麵，圓滿實現所有預定科學目標，那麼也可能會主動撞月。這樣一來，“嫦娥一號”“鞠躬盡瘁”時，還能完成拍攝近距離高分辨照片、拍攝撞擊時的瞬間情況爭取供地麵分析等任務。