月球探测卫星背面初步构形 |
经过我国科学家多年论证,我国绕月探测工程的科学目标可概括为:(1)获取月球表面三维影像;(2)分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点;(3) 探测月壤厚度和氦3资源量;(4) 探测地月空间环境。
一、获取月球表面三维影像。划分月球表面的基本地貌和构造单元,初步编制月球地质与构造纲要图,为后续优选软着陆提供参考依据。(分辨率是120米左右。但是每一轨的覆盖宽度相对较宽,达到60公里左右。
意义:可以用于:划分月球表面的基本构造和地貌单元;进行月球撞击坑形态、大小、分布、密度等的测量和分析,为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史的研究提供基本数据;划分月球断裂和环形影像纲要图,勾画月球地质构造演化史;为后续着陆探测优选合适的区域提供科学依据。
与人类的立体视觉相似,获取三维影像的前提条件是从两个以上的不同角度对同一个目标进行观测,然后进行立体影像合成。通常情况下卫星是利用三个角度进行观测。观测的时候是利用卫星飞行时的推扫完成的,不需要进行多次变轨。利用月球的自转能够对整个月面进行覆盖观测。
需要一个地球月左右的时间轨道才能全部覆盖月球表面。变轨的能量由卫星提供。
二、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点。对月球表面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布图。
三、探测月壤特性。探测并评估月球表面月壤层的厚度、月壤中氦-3的资源量。
月球很可能是要为今后的地球能源的需求提供一种安全的、清洁的、上万年的能源保证。这个不是一种幻想,今后解决整个地球能源的前景,大家都寄希望于可控核聚变,而可控核聚变的一种很安全的、很有效的燃料是氦-3,月球样品的分析,证明这里面确实储存着比较丰富的氦-3,现在我们就想干一件事情,别人都没做过的。
我就可以估算一下到底月球上有多少氦-3,给科学家提供一个基本的数据,有人计算过,说一百来吨就可以解决全球的能源需求,月球上有多少呢,大概有100万到500万吨
月球具有可供人类开发利用的多种资源。月表蕴藏了大量地球上很贫乏的氦-3,这种元素有可能成为新世纪热核聚变能的宝贵原
月壤厚度是利用微波探测仪进行观测的。它有四个不同的观测频段,利用不同频段微波穿透月壤厚度不同的原理进行观测。当然,在实际应用时还需要考虑很多其他因素,例如在轨标定和后续大量的科学数据处理等工作。
四、探测地月空间环境。记录原始太阳风数据,研究太阳活动对地月空间环境的影响。
我们计划探测月球表面14种元素的含量和分布,用于月球科学研究和月球矿物资源调查,为月球的开发和资源利用奠定基础。我们也将是第一次探测全月球表面的月壤的厚度,用于研究月球表面风化历史和调查氦3资源。这也将是我们国家第一次获得7万公里以外地月空间环境的第一手原始资料。
为实现绕月探测,需攻克诸多技术上的难点,这是对我国航天工程技术发展的又一次挑战。因此,开展绕月探测,主要工程目标可概括为:
(1) 突破月球探测的关键技术。主要包括研究地-月飞行技术,验证航天器飞出地球并进入其它天体引力场的轨道设计与GNC系统技术;实施远距离测控和通信,为深空测控与通信打下技术基础;研究月球飞行的热环境条件,验证航天器的热设计,探索深空探测器的热控解决途径等;
(2) 初步建立我国的月球探测工程大系统。包括运载火箭、卫星、发射场、地面测控系统和地面应用系统,根据月球探测的特点进行相应的整合与适应性修改,初步建立适应未来深空探测发展的工程大系统;
(3) 验证各项关键技术,获取月球探测的宝贵工程实践经验,为未来深空探测积累技术基础;
(4) 初步建立我国月球探测技术研制体系,培养相应的人才队伍,推动月球探测及深空探测活动的进一步开展。
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