探月使者——新型探测器大比拼(组图)

　　中国日报网站特稿：20世纪人类的月球探测活动，实际上是一部美苏两国的太空竞争史。在1958年至1976年间，苏美共发射了83个无人月球探测器，其中苏联发射的47个包括“月球号”、“宇宙号”和“探测器”3个系列，而美国的36个包括“先驱者”、“徘徊者”、“月球轨道器”和“勘测者”4个系列。从简单进行月球拍照到自动采集月球样品返回地球，再到月球巡视车考察，探测器一代比一代先进，重量也越来越大。不过在1976年苏联发射了“月球24号”后，月球就不再是太空探索的最前沿目标，金星、火星、木星以及更远的地方则吸引了探测器的不断光顾。

　　进入21世纪后，新一轮“探月热”开始在全球蔓延，那些技术先进、各具特色的探测器已经迫不及待地要飞赴月球一试身手。小巧轻便的欧洲“智能1号”、装备精良的日本“月亮女神”、成本低廉的印度“月球初航1号”……月球正成为新一代探测器的试验场。

　　2006年9月3日，加拿大-法国- 夏威夷望远镜拍下了“智能1号”探测器撞月的精彩一瞬。（美联社）

欧洲首个月球探测器“智能1号”。

欧洲“智能1号”月球探测器。

　　欧洲“智能1号”（Smart-1）

　　（已发射）2003年9月

　　特色标签：高效——燃料利用效率是以往10倍

　　作为欧洲航天局发射的第一个月球探测器，“智能1号”是个长宽高1米多的立方体，它的太阳能帆板展开为14米，提供的电力为1.9千瓦，其有效载荷量虽然仅为19公斤，但却包括用于完成10多项技术试验和科学研究的仪器设备。探测器的造价约为1.08亿美元，而整个项目的花费仅1.4亿美元。

　　虽然俄美日在探月活动上走在了前面，但是其探测器的动力装置都是采用化学火箭，而欧洲的“智能1号”（SMART-1）则是世界上第一个利用太阳能“电火箭”作为主要推进系统进行远距离飞行的航天器，燃料的效率比普通化学燃料发动机高10倍，因此“智能1号”在太空中遨游近3年只消耗了50多升燃料。2006年9月，“智能1号”以7000公里的时速完成了撞击月球的最后任务，科学家将从它激起的尘埃中寻找月球起源之谜的答案。
　　 日本“飞天”号月球探测器。

日本“月亮女神”号月球探测器的模型图。

9月14日，日本“月亮女神”号月球探测器顺利升空

　　日本“月亮女神”（SELENE）

　　（已发射）2007年9月

　　特色标签：精密——精度是以往的100倍

　　在1990年以“飞天号”月球探测器成为世界第三大探月国家之后，日本的“月亮女神”（又名“辉夜姬”）探测器也在9月14日成功发射并于10月5日进入了环月轨道。这是日本宇宙航空研究开发机构为未来登陆月球迈出的第一步，也是继美国“阿波罗”计划之后最大的月球探测项目，总耗资约550亿日元（4.8亿美元）。

　　“月亮女神”共携带荧光X射线分光计、月球雷达测深器等14台观测仪器，这在探月卫星中可谓“全身披挂”，其中有些仪器的精度是以往同类仪器的10倍乃至100倍。这些仪器可探测月球表面元素和岩石的分布、月球重力场分布以及到达月球表面的宇宙射线等，帮助专家揭示月球的诞生和演化之谜。

H2A火箭搭载着“月亮女神”月球探测器一飞冲天。


　　 　　绕月探测工程（嫦娥工程）是一个完全自主创新的工程，也是我国实施的第一次发射探测器进行探月，整个过程分为“三步走”。

“嫦娥一号”探测器发射步骤示意图

运送“嫦娥一号”探测器的长征三号甲运载火箭。

　　中国“嫦娥一号”(Chang"e-1)

　　（发射时间）2007年10月24日

　　特色标签：创新——多个仪器世界首创

　　作为中国绕月探测工程的第一步，10月下旬，“嫦娥一号”绕月卫星在西昌卫星发射中心升空。“嫦娥一号”卫星的外形与东方红三号卫星相似，为一个2.22米×1.72米×2.2米六面的立方体，卫星两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米。起飞重量为2350公斤，设计寿命为一年。

　　“嫦娥一号”选用的科学探测仪器有8套24件，包括CCD立体相机、激光高度计、伽马/X射线谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器和低能离子探测器等，这些设备在中国都属首次使用，有的是世界首创。同时，这次探月任务的很多科学目标都是世界首次，如测绘月球三维立体影像、探测14种有用元素含量和分布、土壤厚度等。

　　在距离月球200公里的圆形轨道上，“嫦娥一号”的探测视野能全面覆盖月球，并获取较高分辨率的图像。目前国外立体的月球地图只有两三幅，且做得不完整。如果在一年内圆满实现所有预定科学目标，“嫦娥一号”可能以撞月谢幕。而撞月时，“嫦娥一号”也将近距离拍摄月球的高分辨率照片供地面分析。

“嫦娥一号”月球探测器模拟图

“嫦娥一号”探测器模拟图


　　 印度“月球初航1号” (Chandrayaan-1)

　　（预计发射时间） 2008年4月

　　特色标签：省钱——计划耗资最少

　　“月球初航1号”重590公斤，并携带“冲击者”登月舱。除此之外，“月球初航1号”将携带NASA的两个科学装置：一个是微型合成孔径雷达，负责探测月球极地的冰质沉积；另一个是月球矿物测绘仪，负责评估月球上的矿物资源。

　　作为印度第一个小型无人绕月探测器，“月球初航1号”将在两年的绕月飞行中制作高清晰的月球地图，并对月球两极是否存在水进行初步探索。完成任务后，它将撞击月球，以便激起月球土壤，获取矿物质和水的科学数据。根据印度的预算，“月球初航1号”探月计划耗资仅为8860万美元，是各国探月计划中预算最少的。

　　月球环形山观测与感知卫星（LCROSS）

　　（预计发射时间）2008年10月

　　特色标签：壮烈——连续两次“自杀式”撞击

　　这不是探测器第一次撞击月球，但绝对是最壮观的一次。美国航空航天局将在2008年同时发射“月球环形山观测与感知卫星”和“月球勘测轨道飞行器”两个探测器。当“月球环形山观测与感知卫星”飞过月球南极上空时，卫星顶端重约2吨的一个火箭助推器将在耗尽燃料后被弹射出去，以9000公里的时速砸向月球南极沙克尔顿环形山，并将激起约1000吨重、64公里高的尘埃和碎片，人们在地球上借助望远镜就可目睹“盛况”。

　　撞击后，“月球环形山观测与感知卫星”将穿过尘埃，用红外摄像机和分光计对其进行扫描，分析它的组成部分，并将结果发送回地球。约15分钟之后，当卫星已将所得信息传回地球后，近1吨重的卫星自身也会以每秒2.5公里的速度撞向月球南极。第二次撞击所溅出的物质，将由“月球勘测轨道飞行器”和地面天文设施观测研究。

　　英国无人驾驶探测器

　　（预计发射时间）2010年

　　特色标签：凶狠——“射钉”入月球2米

　　在世界航天强国纷纷推出雄心勃勃的探月计划的同时，保守的英国也坐不住了。英国国家航天中心希望在2010年前向月球发射两个无人驾驶探测器。第一个探测器的名字叫“月球耙子”。它将以软着陆的方式降落到月球表面，对月球的尘土和岩石进行分析，寻找水和有机物存在的痕迹。

　　第二个探测器叫“月球莱特”。该探测器在接近月球后将沿月球轨道飞行，然后向月球发射出4枚“射钉”，深深地射入月球表面。“射钉”的任务是通过对月球地震信息和温度信息的收集，分析月球的表面构造。

　　 俄罗斯“渗透者”月球探测器

　　（预计发射时间）2012年前后

　　特色标签：庞大——一次发射13个探测器

　　俄罗斯联邦航天署计划在2012年进行苏联解体后的首次探月发射，将名为“渗透者”的探测器送上月球，以获得关于月球地质的第一手资料。

　　在该计划中，俄罗斯采用了一种无人飞船，由母船及其携带的三种型号的13个“渗透者”探测器组成，其中包括10个高速探测器，2个低速探测器和1个极地站探测器。它们将飞抵月球的不同区域，构成一个探测网络。高速探测器和低速探测器上携带有地震监测仪，它们采集到的数据对于了解月球的起源有着重要的意义。而极地站上装有质量光谱仪和中子光谱仪，用于寻找水的痕迹。母船将始终驻留在月球的极轨道上，探测器发出的信号将传送回地球。

　　德国月球轨道探测器

　　（预计发射时间）2013年

　　特色标签：轻巧——主卫星重500公斤

　　航空技术曾领先全球的德国也将从月球起步重拾太空强国梦。德国宇航中心探月项目负责人今年3月表示，德国计划“绕开”欧洲航天局，独自在2013年前后发射一个携带高分辨率摄像头的月球轨道探测器。它将环绕月球运行4年，为制作世界上第一张详细的月球地图收集资料。

　　据悉，这个月球轨道探测器主卫星重500公斤，次卫星只有150公斤重。主卫星携带一个微波雷达，可“窥探”月球表面下几百米的深度，这就可以协助科学家搞清楚月球上的岩石和微粒分布。完成这一项目后，德国还计划在2020年前发射能够对月球土壤取样的无人探测器。

　　化学火箭和电火箭

　　化学火箭是靠化学燃料工作的，即火箭发动机把推进剂的化学能转变为热能，经过喷管的气动热力加速，再转化为喷射燃气流的动能产生推力。而电火箭利用新型太阳能离子发动机将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体原子，产生高速的离子流作为推动力。它利用燃料的效率比普通化学燃料发动机高10倍。

　　前者的优点是可按需要及时提供推力和加速度，探测器飞行时间较短。缺点是推进剂耗量大，要带足够的量，效率不如太阳能电火箭高。如果追求速度和缩短时间，宜用化学火箭，如果想减小重量和长时间飞行，宜用太阳能电火箭。在欧洲“智能1号”之前的月球探测器和我国即将发射的“嫦娥一号”都依靠化学火箭推进。“智能1号”是世界上第一个利用太阳能“电火箭”作为主要推进系统进行远距离飞行的航天器。（康娟）