嫦娥三號

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嫦娥三號
降落在月球表面的嫦娥三號着陸器,由玉兔號月球車拍攝。
任務類型月球着陸器/巡視器
運營方中華人民共和國 國家航天局
任務時長着陸器:至今10年5個月又19天
巡視器:2年7個月又16天
航天器屬性
製造方中華人民共和國 中國航天科技集團
發射質量3780千克
任務開始
發射日期2013年12月2日
1時30分00.344秒
載具長征三號乙增強型
發射場中國西昌衛星發射中心
月球著陸器
着陸日期2013年12月14日21時11分[1][2]
着陸點雨海西北地區(「虹灣着陸區」)[3][4][5][6]
44°07′34″N 19°30′05″W / 44.1260°N 19.5014°W / 44.1260; -19.5014[3][7][8]
月球探測車
着陸日期2013年12月15日4時35分
 

嫦娥三號中國探月工程第二階段的無人月球探測任務[9],包括着陸器月球車。嫦娥三號於2013年12月2日1時30分由長征三號乙運載火箭西昌衛星發射中心成功發射[10],12月6日抵達月球軌道,12月14日帶着中國的第一艘月球車——「玉兔號」成功軟着陸月球雨海西北部(「虹灣着陸區」)[11],成為中國首個在地外天體着陸的探測器,也是繼1976年的月球24號後首個在月球表面軟着陸的探測器[12]

歷史

嫦娥三號着陸器(大箭頭所示)及玉兔號月球車(小箭頭所示)在月面的圖像。圖片由美國宇航局月球勘測軌道飛行器拍攝。圖片顯示了嫦娥3號着陸點周邊長寬各576米的一塊正方形區域。圖片上方為北方。

嫦娥一號月球探測器於2007年10月24日在西昌衛星發射中心發射[13],並且在11月5日進入繞月軌道[14]。這艘太空船一直工作到2009年3月1日,才脫離軌道並且撞擊到月球表面[15]。嫦娥一號收集到的資料被用來建立非常精確和高解析的完整立體月面圖[16][17]

它的姊妹月球探測船嫦娥二號於2010年10月1日發射,於10月9日進入100×100公里高的繞月軌道上進行研究,並曾降低至近月點15千米、遠月點100公里的橢圓軌道以對嫦娥三號預選着陸區虹灣進行高解像度成像,為嫦娥三號的軟著陸作準備[18][19]。嫦娥二號類似於嫦娥一號,但做了些改進,包括解析力更好,達到1米的相機

在2009年,確認了將在2013年發射的登錄載具漫遊車的名稱是「嫦娥三號」。它將使用可變速推進器,垂直降落在月球表面上。登陸之後,漫遊車將離開嫦娥三號登陸載具,並在月球表面工作三個月。

2011年9月21日,國家國防科技工業局透露,嫦娥三號目前正處於初樣研製階段,正在進行大量試驗驗證工作,預計2013年前後發射[20]

2012年1月6日,月球着陸器的懸停避障及緩速下降試驗,月球巡視器的綜合測試及內、外場試驗等各項驗證性試驗完成。[21]

2013年9月25日,探月與航天工程中心舉辦月球車全球征名活動,並將於10月25日截止報名,於10月31日結束終審,並於11月上旬按程序報批。[22]

2013年11月26日,中國探月工程副總指揮李本正宣佈:「嫦娥三號」月球車被命名為「玉兔」號[23]

2013年11月30日,「嫦娥三號」任務發射場區指揮部研究決定,「嫦娥三號」將在12月2日1時30分於西昌衛星發射中心實施發射。[24]

2013年12月2日1時30分00.344秒,「嫦娥三號」從西昌衛星發射中心成功發射。[25]

2013年12月6日17時53分,嫦娥三號進行了近月制動,在可變推力發動機點火361秒後,準確進入半徑約為100公里的環月近圓軌道。[26]

2013年12月10日21時20分,嫦娥三號發動機成功點火,開始實施變軌控制,由距月面平均高度約100千米的環月軌道,成功進入近月點高度約15千米、遠月點高度約100千米的橢圓軌道。[27]

2013年12月14日21時11分18.695秒,嫦娥三號成功實施軟着陸,降落相機傳回圖像。[28][29]

2013年12月15日4時35分,嫦娥三號着陸器與巡視器(玉兔號)成功分離,登陸月球後玉兔號月球車將開展3個月巡視勘察[30](後續參見玉兔號月球車)。

登陸點

至今所有月球軟着陸着陸點的位置相比
虹灣地區的圖像。圖片由美國宇航局月球勘測軌道飛行器拍攝。右上方橙色加號所示位置為嫦娥三號登陸器着陸點。

嫦娥三號登陸地點是月球北緯44度的虹灣,是在雨海西北擴展開來的一個玄武岩熔岩平原 [31]

在2013年12月14日[32][33],嫦娥三號著陸器降臨在雨海,在直徑6公里的拉普拉斯F環形山以南大約40公里,[11][34]位於 44.1260°N 19.5014°W[4][11][35],2016年此處被命名為廣寒宮

探測器組成

嫦娥三號由着陸器「玉兔號」月球車組成,在月球表面軟着陸後,聯合開展着陸器的就位探測和月球車的巡視探測[36]

着陸器

嫦娥三號的着陸器會利用它攜帶的極紫外相機將對地球赤道附近等離子體層進行極紫外成像探測[31]

月球車

2002年起,上海宇航系統工程研究所已經在一個複製月球表面的專門實驗室中,一再重覆配置和發展六個輪子的漫遊車[37][38]。這輛長1.5米,寬1米,高1.1米,136公斤(300英磅)[39]的漫遊車包括20公斤(44英磅)酬載,並已在2010年5月完成程式指令集,他將進行及時的視頻傳輸和挖掘與分析土壤樣品。這艘漫遊車有基本的自動導航設施,裝有防止它與其它的物體相撞的感測器。

能源將由太陽能電池板放射性同位素熱電機提供,前者負責提供月球車各種儀器的工作能源和驅動月球車行駛,而後者負責在夜晚期間給月球車的儀器保溫。因為月球的白晝、黑夜各持續大約14天,且夜晚溫度可低至零下180℃。而月球車上的儀器可承受的最低溫約零下40℃。如果在月球的漫漫寒夜中,沒有足夠能源給儀器保溫,全部儀器要凍壞,在下一個白晝來臨之時,月球車將無法「醒過來」[40][41]

月球車底下裝有測月雷達,能探測到月球表面以下100米深度的地方,邊走邊探測[42]

探測儀器

據中國探月工程領導小組高級顧問、中國科學院院士歐陽自遠介紹,於2013年左右發射的嫦娥三號探測器有三大亮點。在嫦娥三號配置的多種科學探測儀器中,有三台儀器都將實現國際上首次科學探測。

  • 天文月基光學望遠鏡:在着陸器的頂部安裝了一台150 mm(5.9英寸)的近紫外和光學里奇-克萊琴望遠鏡,將實現國際上首次利用月基光學望遠鏡開展重要天體光變的長期連續監測和低軌道帶的巡天觀測。主要是在近紫外線波段(245-340 nm)上監測銀河系,活動星系核,雙星、短周期脈動變星、新星、類星體和耀變體等,並且能夠探測亮度低至13等級的物體。月基光學望遠鏡是由中國科學院國家天文台和中科院西安光學精密機械所聯合研製。
  • 極紫外相機:在着陸器的頂部安裝了一台極紫外相機,將對地球周圍的等離子體層產生的30.4nm輻射進行全方位、長期的觀測研究。這是國際上首次在月面上利用極紫外相機對地球空間等離子體層實施大視域一次性的極紫外成像,從整體上探測太陽活動和地磁擾動對地球空間等離子層極紫外輻射的影響,研究等離子層在空間天氣過程中的作用,並能提高中國空間環境監測和預報能力。[43]極紫外相機是由中科院長春光學精密機械與物理所研製。
  • 測月雷達:在月球車的底部安裝一台測月透地雷達,這是國際上首次直接探測30米(98英尺)深度內月壤層的結構與厚度,和探測數百米深度內月球地殼淺層的結構[44]雷達是由中科院電子學所研製。

此外,為應對月夜情況下零下150攝氏度以下的低溫,防止儀器設備凍壞,嫦娥三號熱控系統中採用-238製作的放射性同位素熱源(RHU),這是中國航天探測活動中首次應用核能。[45]放射性同位素熱源僅僅提供熱能而不提供電力。

  • 光譜儀

月球車上有α粒子X射線光譜儀[46]紅外光譜儀,旨在分析月球樣品的化學元素組成。

  • 立體相機

月球車的桅杆上有兩個全景相機和兩個導航相機,矗立在月球表面以上~1.5米(4.9英尺),以及安裝在月球車下部前部兩個危險迴避照相機。[43]每一對相機可以被用來捕捉立體圖像,[47],或用三角測量來距離成像。

相關條目

參考文獻

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外部連結