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嫦娥一号计划撞月：最后的献身


2009年02月02日13:19 来源：《北京科技报》陈永杰


　　“‘嫦娥一号’卫星将选择适当时机，实施落月任务。”日前，国防科工局负责人正式对外界公布了超期“服役”的中国首颗探月卫星“嫦娥一号”的最后归属。这标志中国的探月一期工程已经圆满完成，探月二期工程全面启动。

　　不久前，已经超期服役的“嫦娥一号”卫星再次实施转轨，由距离月面100公里的环月轨道成功将轨道近月点降至距月面17公里。完成降轨试验后，卫星重新回到距月面100公里的极轨圆轨道。

　　国防科工局专家表示，在这次降轨试验中，“嫦娥一号”卫星平台工作正常，地面测控系统开展了一系列试验，为探月工程二期开展高分辨率对月观测和实施月面软着陆等积累了工程经验。

　　“嫦娥一号”卫星于2007年10月24日发射，它的设计寿命为一年。基于“嫦娥一号”卫星工作状态仍很良好、燃料充足的状况，有关方面决定充分挖掘卫星使用价值，对卫星实施有关在轨试验，为后续探月任务增加技术储备。

　　但是，对于“嫦娥一号”卫星到底要采取何种方式结束自己的探测任务，相关专家一直守口如瓶。

　　“撞击月球是国际航天领域结束月球探测器‘使命’普遍采用的方式。” 欧阳自远院士说。“与其让探月航天器因为燃料耗尽而坠落月球，还不如选择撞击月球的方式，多少也能为人类了解月球增加一些资料积累。”

　　南京大学天文学系萧耐园教授透露，人类探测器选择撞击月球有重要的科学意义。撞击成功后会掀起大量的月球尘埃。科学家通过分析这些月球尘埃的成分，来解释月球的起源之谜。而月球的起源之谜目前的学说都存在比较大争论。

　　另外，探测器如果能够做到指定时间撞击到预定的地点，将会为下一步其他人类探测器在月球或其他星体精确着陆奠定基础。

　　同时，为防止小行星撞击地球也提供了工程基础。因为人类对付威胁地球安全的小行星撞击，目前的手段就是用人造核武器击中小行星的固定位置，以此改变小行星的运行路线。这次行动无疑是积累了经验。

　　“‘嫦娥一号’卫星在撞击前还能完成拍摄近距离高分辨照片、拍摄撞击时的瞬间情况，这些资料对地面分析人员非常有用。” 萧耐园教授介绍说。

　　此前，印度的月球探测器“月船１号”所携带的月球撞击探测器于2008年11月14日成功撞击月球。撞击产生了巨大月球尘埃， “月船１号”将数据传回地面后，印度科学家启动了对有关数据的分析工作，以进一步了解月球表面物质构成。

　　但是，欧阳自远院士透露，由于“月船１号”所携带的月球撞击探测器重量太小，撞击月球后，产生的月球尘埃非常有限。

　　欧阳自远院士认为，撞击月球最成功的是欧洲第一个月球探测器“智能１号”的那次撞击。2006年，重约370公斤，体积约1立方米，相当于一个洗衣机大小的 “智能１号”按预定计划，以7000公里的时速，与月球表面几乎平行的1度角成功撞击月球，在月球表面砸出一个直径约为3米至10米的大坑，同时激起10多公里厚的“尘埃”。

　　而对于一个长2米、宽1.72米、高2.2米，体积约7.5立方米的“嫦娥一号”卫星（相当于一辆越野车，两侧太阳能电池帆板完全展开后最大跨度达18.1米）。撞击月球产生的尘埃是否一定比“智能１号”多呢？

　　南京大学天文学系萧耐园教授认为，只要保证卫星撞击前的初始速度，“嫦娥一号”卫星撞击月球产生的尘埃将肯定比“智能１号”多。

　　“嫦娥一号”卫星撞击月球时，由于中国将没有探测器围绕月球飞行，所以，能否观测到卫星撞击的过程和撞击产生的效果，将极大影响“嫦娥一号”撞击的价值。

　　“中国将可能和日本科学家合作，利用日本的探月卫星‘月亮女神’对‘嫦娥一号’卫星撞击月球的全过程实施观测，并且将数据传回地面，中日双方将共享相关数据。”北京大学焦维新教授在接受《北京科技报》记者采访时说。

　　但是，欧阳自远院士认为，利用“月亮女神”卫星对“嫦娥一号”卫星撞击月球的全过程实施观测的难度非常大。要让“月亮女神”观测到“嫦娥一号”的撞月全过程，必须保证在“嫦娥一号”撞月的时候，“月亮女神”正好飞行到撞击的上空。并且，“月亮女神”携带相机的拍摄角度正对撞击地点。这两个条件，要通过两国科学家的通力合作。“控制两颗卫星同时在38万公里外的月球上完成任务是非常困难的。”

　　2006年，欧洲“智能１号”卫星系统位于美国夏威夷的一个观测站拍摄到“智能１号”撞击月球后发出的“明亮闪光”。中国的地面观测站能否观测到“嫦娥一号”的这次撞击呢？

　　“如果‘嫦娥一号’撞击月球的时候，正好是正对地球的一面，中国的地面观测站也有可能观测到撞击形成的亮点。但是，这只能证明卫星撞上月球。”欧阳自远院士介绍说。

　　萧耐园教授说，“嫦娥一号”卫星撞击月球形成的巨大尘埃，国内只有河北兴隆国家天文台的2.16米射电望远镜能观测到，科学家根据天文望远镜观测到的红外线光谱，能够对月球的尘埃成分进行分析，对于人类进一步了解月球形成过程有很大的帮助。

“最重要的是，如果‘嫦娥一号’卫星撞击月球时，日本和印度的探月卫星正好飞临撞击上空，大量的数据将被获取。这也将是中国对国际航天研究的一大贡献。” 萧耐园教授说。


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，南京大學天文學系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“千里眼”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，最後在離月球表面200公里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“千里眼”，分別位於國家天文台北京密雲地面站、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———只有指甲大小的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、產出環境等一系列的測試和研究。

　　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面的空白，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。比如推進航太工程系統集成、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面，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面分析等任務。