騰訊軍事2013-11-27 11:31
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嫦娥一號于2007年10月24日發(fā)射，成功實現(xiàn)了中國首次月球環(huán)繞飛行，其成果獲得歐美同行高度評價。
我國將于今年12月前后在西昌發(fā)射嫦娥三號月球軟著陸探測器，執(zhí)行探月工程二期的落月探測任務(wù)。嫦娥三號這次任務(wù)不僅將實現(xiàn)我國航天器在地外天體的首次軟著陸，還是人類自1976年蘇聯(lián)Luna 24探測器以后發(fā)射的第一個月球軟著陸探測器。嫦娥三號探測器的發(fā)射，將拉開人類新一輪探月熱潮的序幕。
嫦娥三號是我國探月工程二期的第2顆月球探測器，在此之前，我國已經(jīng)成功實施了探月一期工程，發(fā)射了嫦娥一號月球探測器，并發(fā)射了探月工程二期的先導(dǎo)星嫦娥二號探測器。嫦娥三號發(fā)射在即，我們有必要回頭檢視嫦娥一號和嫦娥二號的任務(wù)成果。
嫦娥一號探測成果獲國際高度評價
嫦娥一號于2007年10月24日發(fā)射，它成功實現(xiàn)了月球環(huán)繞飛行，獲取了月球表面120米分辨率的全月圖，并獲取了月球表面的元素分布與含量等信息。嫦娥一號在一年的設(shè)計壽命里順利完成預(yù)定任務(wù)后，在2009年3月1日以撞擊月球結(jié)束了使命。
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嫦娥二號原本只是一號的備份，一號星成功后“半路出家”改裝成現(xiàn)在所見的模樣，搭載高分辨率相機，為嫦娥三號探路。
嫦娥一號的全月圖分辨率較低，僅達(dá)到十多年前美國克萊門汀(Clementine)號探測器的水平，落后于同期發(fā)射的日本輝夜姬和印度月船一號探測器，不過它繪制的全月數(shù)字高程模型的精度相當(dāng)不錯，而且繪制了重要元素的全月含量分布，特別是在世界范圍內(nèi)首次獲得了四個頻率的月球正午和子夜的全月微波圖像，2010年獲得歐洲行星科學(xué)大會和美國航天局等機構(gòu)的高度評價。
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2012年2月6日，中國探月工程公布了嫦娥2號拍攝的全月球影像圖，分辨率達(dá)7米，這是它的縮略圖。
嫦娥二號驗證了嫦娥三號部分關(guān)鍵技術(shù)
嫦娥二號月球探測器雖然被列入二期工程，作為先導(dǎo)星，但它實際上是嫦娥一號探測器的備份星。嫦娥一號順利完成任務(wù)后，我國科學(xué)家對備份星進行了改進，安裝性能更好的設(shè)備，并賦予嫦娥二號的編號。
嫦娥二號探測器于2010年10月1日發(fā)射升空，其主要使命是為嫦娥三號月球軟著陸探測器進行部分關(guān)鍵技術(shù)驗證。嫦娥二號驗證了嫦娥三號將要使用的地月直接轉(zhuǎn)移軌道技術(shù)、X頻段測控技術(shù)、100千米高度近月軌道捕獲等關(guān)鍵技術(shù)，并對嫦娥三號的預(yù)定落月區(qū)域虹灣地區(qū)進行了高精度的成像。
嫦娥二號攜帶了100千米高度7米分辨率的高分辨率CCD相機，拍攝了國際上分辨率最高的7米分辨率全月圖。為了對虹灣著陸地區(qū)進行高精度成像，嫦娥二號還曾變軌到15千米X100千米軌道，在18.7千米高度拍攝了1.3分辨率米的虹灣局部影像圖，這次變軌也為嫦娥三號的落月做了相應(yīng)的技術(shù)驗證。
嫦娥二號拓展深空大放異彩
出乎人們意料的是，嫦娥二號完成預(yù)定任務(wù)后，開始進行深空拓展任務(wù)。2011年6月9日，嫦娥二號從月球軌道出發(fā)，于8月25日飛抵日地拉格朗日L2點，成為我國首顆人造小行星，并創(chuàng)造了我國航天器遠(yuǎn)離地球170萬千米的記錄，接近了我國此前地面測控能力的極限。
航天器深空飛行的關(guān)鍵是地面測控能力，簡單地說取決于測控天線的尺寸。無線電信號會隨著距離的變大而變得微弱，因此地面對遠(yuǎn)離地球的深空航天器進行測控、聯(lián)絡(luò)時要采用盡可能大的收發(fā)天線，以捕捉到深空航天器傳回的微弱信號。
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嫦娥二號完成預(yù)定任務(wù)后，任務(wù)開始不斷拓展，先進入地拉格朗日L2點，后又續(xù)發(fā)揮余熱，執(zhí)行飛掠4179號圖塔蒂斯小行星，并在完成任務(wù)后繼續(xù)飛離地球。
我國一開始用喀什和青島的兩個18米直徑天線對嫦娥二號進行跟蹤測控。隨著喀什35米直徑和佳木斯66米直徑測控天線的建成，我國科學(xué)家決定再接再厲，讓嫦娥二號繼續(xù)發(fā)揮余熱，執(zhí)行飛掠4179號圖塔蒂斯小行星的任務(wù)。2012年6月1日，嫦娥二號從L2點附近的李薩如軌道出發(fā)，開始中國航天史上最遠(yuǎn)的一次長征。探月工程總體組織了相關(guān)單位，集中國內(nèi)多臺望遠(yuǎn)鏡，精確測定了圖塔蒂斯小行星的軌道，并在喀什、佳木斯兩個大型深空測控站和上海65米直徑天線的甚長基線干涉測量站聯(lián)合支持下，嫦娥二號最終于2012年12月13日16時30分，與圖塔蒂斯小行星以10.73千米/秒的相對速度在3.2千米距離上檫身而過，并使用CMOS監(jiān)視相機為圖塔蒂斯小行星拍攝了最高分辨率10米的高清圖像。嫦娥二號拓展任務(wù)的成功，檢驗了我國的深空測控能力，為我國未來的深空探測尤其是小行星探測活動奠定了堅實的基礎(chǔ)。
嫦娥二號飛過4179圖塔蒂斯小行星后剩余推進劑很少，能提供的速度增量不到10米/秒，無法再有效執(zhí)行其他任務(wù)。但作為一個軌道參數(shù)與地球不同的人造小行星，嫦娥二號與地球的距離繼續(xù)不斷增加，先后突破2000萬、3000萬和5000萬千米，根據(jù)2013年9月下旬國際宇航大會上公布的消息，嫦娥二號與地球的距離已經(jīng)超過了5400萬千米。按現(xiàn)有軌道分析，到2014年7月，嫦娥二號與地球距離有望擴大到1億千米，當(dāng)它飛過日地拉格朗日L3點附近時，星地最大距離可達(dá)到約3億千米。預(yù)計約24年后嫦娥二號將再次重返地球，不過那時它將在700多萬千米外掠過地球，肯定無法繼續(xù)聯(lián)系了。
作為嫦娥一號的備份星，嫦娥二號圓滿完成了先導(dǎo)任務(wù)，又在深空探測拓展任務(wù)中大放異彩，在我國深空探測史上寫下了光輝的一頁。
