“嫦娥”与“女神”各有千秋

　　10月24日，满载中国人探月梦想的嫦娥一号胜利升空。此前不久，日本发射了“月亮女神”进行月亮探测。其实，中日两国的探月科学目标非常相似：第一是探测月球的地形、地貌、立体图，第二是测量月球表面各种化学组成、矿物成分和岩石类型，第三是探测地月空间环境和月球空间环境。而就嫦娥一号与月亮女神的设计与任务来讲，它们又各具特色、各有千秋。

　　使命不同

　　嫦娥一号有四大任务：第一、获取月球表面三维立体影像；第二、分析月球表面元素及矿物质的含量和分布；第三、测量月壤的厚度和评估月壤中氦-3资源量；第四、探测地－月球空间环境。

　　“月亮女神”的目的则略有不同：第一、研究月球的起源和演变；第二、获得月球表面环境信息；第三、在月球轨道上进行电波学研究。

　　不同的科学目的，决定了它们携带的仪器功能各有侧重。

　　装备不同

　　嫦娥一号的整个有效载荷系统有8种探测仪器，共24件硬件产品。包括：CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、γ/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。

　　嫦娥一号卫星基于东方红三号卫星研制平台，但其有效载荷系统设备几乎是全新的。除高能粒子探测器外，其他仪器基本上都是自主设计研制的，如激光高度计和γ射线谱仪等。

　　“月亮女神”搭载了14种高精度探测仪器：荧光X射线分光计、γ射线分光计、多频带成像仪、光谱剖面仪等，其中还包括两颗子卫星：中继卫星和甚长基线干涉测量无线电卫星。

　　在观测月球表面这个任务上，“女神”比“嫦娥”多一台“测地雷达”设备，它能“看”到月球表面以下几千米。

　　外表上，嫦娥一号和“月亮女神”差别也很明显。嫦娥一号为2.22米×1.72米×2.2米的六面立方体。加上展开的太阳能电池，最大跨度可以达到18米，重为2.35吨。而月亮女神长、宽都是2.1米，高度为4.8米，携带两颗子卫星，总重量为3吨。

　　技术不同

　　1.月亮女神”就是用两台相机从前后两个视角观测月球表面。嫦娥一号卫星的相机设计则很巧妙，只用了一台相机

　　“月亮女神”的具体探测项目中有些部分与嫦娥一号卫星相同。但使用的关键技术存在不小的区别。

　　同是观测月球的地形地貌，嫦娥一号卫星利用立体相机和激光高度计来实现。

　　嫦娥一号卫星是第一次去探测月球，要先看月球的概貌，所以相机的分辨率设计在120米，月表成像宽度为60千米。激光高度计的分辨率很高，在1米，最大误差是5米。

　　嫦娥卫星有效载荷控制在140公斤以下。这决定了设备只能往小、轻、精的方向设计。一般说来，立体影像是由两台或者三台相机从不同的角度拍摄而成，如“月亮女神”就是用两台相机从前后两个视角观测月球表面。

　　嫦娥一号卫星的相机设计则很巧妙，只用了一台相机。巧妙之处在于，利用一片面阵CCD组成了这台相机的电子“底片”，在卫星飞行过程中每次只取CCD面阵中的前、中、后三行像素的信号，相机在随卫星飞行的过程中，对月球表面进行“逐行扫描”，就会获得星下点、前视17°、后视17°三个视角形成的三幅二维原始图像数据，经过三维重构后，月球表面三维立体影像就被再现出来。

　　嫦娥一号卫星的激光高度计比“月亮女神”要小，但分辨率较高，嫦娥一号为1米，月亮女神为5米。高度越高，激光能量越容易衰减，月亮女神在100千米的轨道上运行，嫦娥一号在200千米的轨道上运行，所以嫦娥一号激光高度计的激光能量也需要随之增强。CCD相机只能在月球表面有光照的情况下获取月表图像，而激光高度计则不受这个限制，在月球背阳面也能照常工作。当获得的点积累得足够多时，一张月球的地表数字立体图像也就出炉了。

　　2.嫦娥一号卫星利用微波辐射手段探测月壤在全世界尚属首次。“月亮女神”没有这项任务

　　嫦娥一号卫星利用微波辐射手段探测月壤在全世界尚属首次。微波探测器曾多次用在针对地球的探测器上。虽然这种手段探测月壤还备受争议，但近年来，随着科学技术的发展，各国科学家逐渐认识到它是探测月壤的一种可行手段。孙辉先总师说，嫦娥一号卫星在国际上首次利用微波探测月壤的厚度，其数据处理的方法还需要在实践中检验和改进。

　　任何温度高于绝对零度（即零下273℃）的物体都会产生微波辐射能量。利用不同频率的微波信号穿透月球表面物质的能力区别，便可获取月壤的厚度信息。嫦娥一号卫星上的微波探测仪被设计成多频微波辐射计，选择的探测频率有3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz和37.0GHz。微波的频率越高，其穿透能力越低，如37.0GHz，反映的仅仅是月球的表面微波辐射，而3.0GHz这个波段穿透能力较强，能反映月表深处月岩和月壤辐射的能量之和。利用测得的月表不同波段的微波辐射能量信息，专家就能分析出月壤的厚度。利用微波分析月壤的厚度本身就是一门科学，嫦娥一号卫星在这个领域也在进行探索，现在，国内一些专家已经找到了分析这些微波数据和反演月壤厚度信息的方法。

　　“月亮女神”没有这项任务。

　　3.“月亮女神”要从月球上来看地球的电离层、极光全貌，从另外一个角度看人类的家园。嫦娥一号卫星携带的高能粒子探测器和太阳风离子探测器是我国首次对月球空间辐射环境进行探测

　　宇宙充满了各种射线，太阳每时每刻都在向外发射高能粒子、太阳风。由于一层厚厚的大气层环绕在地球周围，地球上的万物生灵的脆弱生命才得以延续。其实，地球外围也有太阳风，但地球有强磁场，太阳风在地球磁场的作用下完全变形。所以，科学家在地球上测到的太阳风都受到了地球环境的影响。月球虽然绕地球运转，但受地球磁场的影响极弱，那里有原始的太阳风。从月球探测的长远目标来看，人最终要在月球上开展活动，摸清月球上辐射的情况，有利于采取有效措施保护航天员的生命健康。

　　“月亮女神”在探测月球环境方面的任务比嫦娥一号卫星多一些，它还要探测月球磁场、从月球表面溢出的氡等放射性元素发出的阿尔法粒子，以及备受科学家争议的月球电离层等。而且，“月亮女神”还要从月球上来看地球的电离层、极光全貌，从另外一个角度看人类的家园。

　　嫦娥一号卫星携带的高能粒子探测器和太阳风离子探测器是我国首次对月球空间辐射环境进行探测，能探测太阳高能带电粒子多种成分和太阳风粒子详细能谱、方向和体速度等。

　　芳名由来

　　我国的嫦娥一号选取了嫦娥奔月的传说。传说中，美丽善良的嫦娥是射日英雄后羿的妻子。后羿得到一包不死药。服下此药，能即刻升天成仙。然而，后羿舍不得撇下妻子，把药交给嫦娥珍藏。不料被小人蓬蒙看见了，他想偷吃不死药成仙。嫦娥深知不是蓬蒙的对手，危急之时拿出不死药吞了下去，向天上飞去。由于牵挂着丈夫，便飞落到离人间最近的月亮上成了仙。

　　日本“月亮女神”还有个更好听的名字———辉夜姬。她是日本古老传说《竹取物语》中的主人公，她是在月亮上诞生，尔后落入凡间的美貌女孩。世间的男子都梦想让“辉夜姬”做自己的妻子，许多公子王孙都向“辉夜姬”求婚，但却以失败告终。“辉夜姬”在中秋之夜迎来了月宫使者，回到她本该属于的月球。