今后几年的月球探测和月球科学

近年来月球探测已经进入了一个全新的时代。特别是 1 990年以来 ,多个月球探测计划已经被成功实现 ,而且另外还有多个探测计划也在准备当中 ,并将在未来的几年内发射升空。在这种背景之下 ,中国的航天机构和有关的科学家也开始积极酝酿和开发自己的月球探测计划。这些月球探测计划将利用卫星上搭载的各种仪器探测和测量月球的地质和地理特性、化学成分和矿物组成、月球物理学特征以及包含地球大气在内的地月空间环境和行星际空间环境 ;进一步研究月球的起源和演化 ,探明月面环境 ,研究太阳等离子体物理 ,提供月面天文台和月面长期科研基地的候选地址 ,调查月球上的可利用资源 ,为将来开发月球提供充实的背景资料。参与新一轮的月球探测同样也为中国天文学研究带来了新的机会。     

美国宇航局的一对探月“圣杯” “月球重力恢复和内部实验室”发射

2011年9月10日,美国航空航天局从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17B发射台用德尔他-2火箭发射了一对名为“圣杯”的探月卫星,其全称是“月球重力恢复和内部实验室”（Gravity Recovery And Interior Laboratory--GRAIL）月球探测卫星,它们将对月球进行详细的勘测,绘制精确的月球重力分布情况,     

VLBI技术成功应用于我国首次月球探测工程

“嫦娥一号”卫星绕月探测工程是我国首次月球探测工程,是我国跨入深空探测的第一步,在我国航天事业的发展史上具有里程碑意义。2004年1月我国正式启动月球探测工程,工程主要分“绕”、“落”、“回”三期,现处第一阶段。绕月探测工程由嫦娥一号卫星、长征三号甲运载火箭、西昌卫星发射场、测控系统和地面应用系统等五大系统组成。VLBI（甚长基线干涉测量）分系统是绕月探测工程测控系统的一个分系统,是测控系统的重要组成部分,与测控系统的USB系统共同完成嫦娥一号卫星在除发射段外的各个轨道段的测轨任务。     

今后几年的月球探测和月球科学

近年来月球探测已经进入了一个全新的时代。特别是1990年以来，多个月球探测计划已经被成功实现，而且另外还有多个探测计划也在准备当中，并将在未来的几年内发射升空。在这种背景之下，中国的航天机构和有关的科学家也开始积极酝酿和开发自己的月球探测计划。这些月球探测计划将利用卫星上搭载的各种仪器探测和测量月球的地质和地理特性、化学成分和矿物组成、月球物理学特征以及包含地球大气在内的地月空间环境和行星际空间环境；进一步研究月球的起源和演化，探明月面环境，研究太阳等离子体物理，提供月面天文台和月面长期科研基地的候选地址，调查月球上的可利用资源，为将来开发月球提供充实的背景资料。参与新一轮的月球探测同样也为中国天文学研究带来了新的机会。     

月亮之上的马拉松

京时间2013年12月15日4时35分,嫦娥三号着陆器和巡视器成功实现分离。玉兔号月球车从着陆器转移机构上绥绥驶下,开始7在月球上的征程。月球与行量探测任务的探测方式主要包括三种：飞掠和环绕探测、着陆和巡视探测、采样返回。戋一的嫦娥一号和二号任务即为环绕月球探测的卫星,而嫦撬三号则将开展实现月衷着陆和巡视探测。巡视器可携仪器代臂人类承担科学考察、设备安装等任务,能对天体表面物质近距膏分析。但相比环绕探测,其技术难度更大,目前仅在月球和火星这两颗矩离臻们最近的天体上成功实施。     

飞月·飞越——创新多多的嫦娥-3落月探测

我国月球探测工程又叫“嫦娥工程”,分绕月探测、落月探测、采样返回探测,即“绕、落、回”三个发展阶段完成,其中发射和运行的嫦娥一3是完成第二阶段落月探测任务的关键。     

2008年世界航天大盘点

2008年的世界航天活动呈现出蓬勃发展的景象,各国基本完成了预定的发射计划,特点是欧洲、日本和中国,都顺利执行了重要的载人航天任务,印度也发射了盼望已久的第一颗月球探测卫星。美中不足的仍然是老问题,由于火箭质量问题,个别发射出现了失败。     

雷达探测技术在探月中的应用

人类运用雷达探测技术对月球探测取得了丰硕的科学成果,开展了对月球地形地貌探测、月壤厚度反演、月球次表层结构探测、月球水冰探测等研究。以不同的探测方式和科学目的综述了国内外运用雷达探测技术对月球探测所取得的一系列科学成果,以及我国成功发射"嫦娥三号"卫星,其巡视器"玉兔号"上搭载的测月雷达(Lunar Penetration Radar)将用于探测月球次表层结构和月壤厚度与结构,同时也介绍了测月雷达的基本原理与一些基本指标参数。     

国际月球探测剪影

① 美国"阿波罗"号宇航员登月探测照片② 我国将来的登月舱想像图③ 设想的我国探月卫星示意图④ 欧洲空间局2003年9月27日发射的"智慧一号"探月示意图⑤、⑥月球的南、北极,"月球勘测者"在其附近(红圈所示)发现冰物质⑦日本计划于2005年发射的"月亮女神"(Selene)月球探测器和登陆舱⑧可能用来发射探月卫星的中国长征三号火箭示意图     

方兴未艾话探月

在20世纪五六十年代,发射一枚人造卫星就是一个国家国力强的一种象征;后来发展到月球探测以及建立外太空探测基地则是一个国家综合国力强大的体现,对于提高该国在国际上的威望,增强国民的巨大凝聚力很有意义。展望未来,和平利用太空,开发太空资源必然需要国际间的密切合作。可以想象,在不太久远的将来,为了建设各种月球基地,各国的探月飞船将穿梭于地-月之间,月球上面将要像蜜蜂筑巢般地忙碌起来。     

日本“月神”探测器计划

当20世纪中期人类挣脱地球的束缚,逐渐有能力去探测地球以外的空间时,月球作为地球的惟一天然卫星,首先得到了人们的关注。从1958年至1976年,美国和前苏联两个航天大国都多次对月球进行了探测,取得了大量探测成果。然而日本这样一个航天技术起步时间并不早的国家,却第三个发射了月球探     

大事聚焦

“徘徊者9号”撞击在月球阿耳芬斯环形山,传回5814幅电视图像(1965)(“徘徊者”是美国第一个探测月球计划,共发射9次,目的为硬着陆于月面,在着荷兰物理学家和天文学家C.惠更斯发现土星最大的卫星—土卫六(1655)(土卫六有浓密的大气层,被认为很可能有生命存在。2005年11月6日,从1997年10月巧日发射的“卡西尼”探测器释放出的“惠更斯号”子探测器将降落在土发射第一个人造月球卫星—“月球10号”(1966,前苏联)。美国发射“先驱者11号”探测器(1973)。(它于1974年12月2日、1979年9月1日飞临木星、土星,现在正行进在飞出太阳系的征程上前苏联…     

中国探月：嫦娥2号成功进入绕月轨道

2010年10月1日18：59：57,中国嫦娥2号月球探测卫星（以下简称嫦娥－2）在西昌卫星发射中心发射由长征-3C运载火箭直接送入近地点200千米、远地点380000千米的地月转移轨道。在奔月飞行期间。嫦娥－2只进行了1次轨道修正,并开展了X频段测控、紫外敏感器自主导航试验,还打开了3台科学探测仪器进行工作。     

深空探测中的轨道设计和轨道力学

深空探测相对于地球卫星而言,指探测器脱离地球引力范围,进入行星际空间甚至距离地球更远的空间对太阳系内或者太阳系以外的天体进行探测. 从20世纪末尤其是21世纪以来,随着航天领域科技的进步和提高,对月球和太阳系其他大行星的探测,越来越多地得到世界各国的关注.近几年,我国也加快了对月球的探测步伐.2007年10月24日,我国成功发射了第1个月球探测器 嫦娥一号月球探测器,实现了精确变轨、成功绕月的预定目标,获取到大量科学数据和全月影像图,并成功实施受控撞月任务.2010年10月1日,我国又成功发射嫦娥二号月球探测器,获取了分辨率更高的全月影像图和虹湾区域高清晰影像,并成功开展环绕拉格朗日L2点等多项拓展性试验,为深空探测后续任务的实施奠定了基础.     

日本SELENE月球探测计划和卫星间多普勒跟踪的数学模型

日本月球探测计划（SELENE）定于2004年夏季利用HIIa火箭发射一组共3颗绕月人造卫星。他们是主卫星、跟踪中断卫星和空间VLBI电波源。其主要科学目标之一是利用对绕月卫星的多普勒跟踪数据精确测定月球重力场,研究月球的起源与演化。SELENE计划中实现这个科学目标的关键技术是引入中继卫星,目的在于当处于低轨道的主卫星飞行到月球背面地面观测站无法观测时,采用卫星间跟踪方法（SST）,建立地面站与主卫星之间的联系,以得到月球背面重力场的直接测量数据。介绍了几种典型的四程卫星间多普勒跟踪模式和相应的数学模型,并针对SELENE计划中采用的特殊四程多普勒跟踪模式建立了卫星相对观测站速度与跟踪信号多普勒频移之间的转换关系。提出了利用GEODYNⅡ定轨分析软件处理SELENE多普勒跟踪数据的流程。     

基于测月雷达机制月壤相对介电常数反演方法模拟研究

嫦娥三号卫星于2013年12月2日发射,并成功着陆月球,其巡视器上搭载的测月雷达实现了首次雷达就位探测月球。基于测月雷达的探测机制,给出了两种计算月壤相对介电常数的方法,标定件标定法和双天线时延法,并通过仿真验证了两种计算方法的有效性,文中同时给出了两种计算方法存在的局限性,为后期基于嫦娥三号雷达数据进行月球次表层的介电特性反演提供了重要依据。     

宇宙信息

上海天文台将建亚洲最大口径的射电天文望远镜;中日韩共建世界最大射电望远镜阵;最新的高分辨月球图显示月球上几乎没有水;矩尺座软γ射线再现源近期大发神威;欧空局再次拓展“火星快车”、“金星快车”和“簇群卫星”的探测任务;     

2009年科学卫星和空间探测器大盘点

2009年,美国继续领跑,在科学卫星和空间探测器领域都有突出的表现,尤其是成功进行了又一次哈勃望远镜修复、“开普勒”、“月球勘测轨道器”和“月球坑观测与感知卫星”等重要航天发射,但也经历了一次发射惨败。     

欧洲第二颗“极地冰层探测卫星”上天

2005年10月9日,由于俄罗斯“第聂伯”（Dnepr）运载火箭发生故障。欧洲首颗“极地冰层探测卫星”——极地冰层探测卫星-1（CryoSat-1,又译克里塞特-1或冷卫星-1）箭毁星亡。但欧洲空间局没有气馁,在与俄罗斯一起总结了失败的教训后,又鼓足干劲,制造了极地冰层探测卫星-2。并于2010年4月8日利用俄罗斯“第聂伯”火箭顺利发射升空。     

嫦娥二号伽玛射线谱仪

嫦娥二号卫星是我国继嫦娥一号卫星成功发射后的第2颗探月卫星,其上搭载的伽玛射线谱仪(Gamma-Ray Spectrometer,GRS)的主要科学目标是探测月表O、Si、Fe、Ti、U、Th、K、Mg、Al、Ca等主量元素.相比嫦娥一号伽玛射线谱仪,嫦娥二号的能量分辨率和探测效率都大大提高.描述了嫦娥二号伽玛射线谱仪的设计和性能测试结果以及在轨飞行的初步探测成果.