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.     

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。     

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。     

美国再掀探月新高潮

继日本、中国、印度在2007～2008在先后各发射一颗月球探测卫星之后,美国又将在2009年6月一举发射两个月球探测卫星,并且其中一个要对月球进行十分猛烈的撞击式探测,从而使全球月球探测活动趋向白热化。     

关注我国嫦娥工程

"嫦娥工程"首席科学家欧阳自远先生。作为一位地质学家,欧阳先生从上世纪60年代开始就对天上的东西产生了浓厚的兴趣。1976年对吉林陨石雨做了成功考察。1994、1995年提出了我国的月球探测方案。最近,欧阳先生在接受一位记者采访时说:"我是非常非常幸运的一个人,我是研究地球的,后来走到了月球的身边。我对月球探测所做的一些准备工作现在得到了大家的公认,对我一生都是极大的鼓励和欣慰,我感到比什么都满足。"谈到月球探测的第二次计划时,欧阳自远先生说:"我们要做许多观测,是别人没做过的。我们的月球探测一定要有创新,一定要有特色,一定要做出高水平的东西来。"     

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。     

天文信箱

问:不久的将来,人们会对月球开发,将月球上的矿产资源运回地球,长久下去,会改变地球和月球的质量,这样一来会不会对地球和月球的轨道造成影响,如果会,怎样解决? 地球和月球的质量分别是6×10221吨和7×1019吨,即便将开采量定位在10亿吨,即109吨,二者分别差了12个和10个量线,这样规模的开采量仍可以视为忽略     

月球两极探测进展

从20世纪开始月球探测成为人类太空探测的重要内容,月球探测的手段越来越多样化,探测的分辨率越来越高,探测的区域也逐渐由全月转变为局部。月球的南北极区由于特殊的地理条件存在大面积的永久阴影区,因此一直以来备受国内外学者的重视。介绍了目前国内外对月球极区探测在光学影像、数字高程、水冰以及亮度温度等方面取得的重要科学成果,并且介绍了探测设备的参数,为我国正在开展的月球探测提供参考和建议。     

对月球形状的估算

1799年,Laplace发现月球的3个主惯量矩,与月球的轨道和自转状态并不相符.有些学者认为,这可能是现在的月球仍保留了早期的"化石"形状.大约在三十多亿年前,月球曾经离地球很近并且转得较快,然后月球逐渐迁移远离地球并且转动得慢了下来.在此迁移的较早时期,月球受到了引潮力和自转离心力的作用,成为一个椭球体.并且很快凝固.所幸的是,固态月球的岩石圈较为稳定,使我们现在仍然能够看到很早时期月球的形状.文中利用月球天平动参数以及引力场系数,计算了椭球体3个主向径a,b,c的长度和月球的平衡潮形状,得到如下3个结论:(1)开始时月球离地球是非常近的,大约在三十亿年前月球可能已经冷却和固化,现在的月球基本上保留了凝结时的形状.(2)证明了液态月球的潮汐形变是月球平衡潮高度的1.934倍.因此用月球引力场推算月球形状时,必需考虑到流体勒夫数hf=1.934的影响.(3)根据月球三个主轴a,6,c的长度之差,推算了月球临凝固时的月地距离为1.7455×1O8m,自转周期为3.652 day.从而推算出月球临凝固时的恒星月长度为8.34day.因此在月球凝结时,月球被锁定在与自转速率比为2:1的共振轨道上.     

谈月球探测

适时开展以月球探测为主的深空探测,是我国航天活动的必然选择,也是我国航天事业持续发展,有所作为、有所创新的重大举措。月球探测将成为我国空间科学和技术发展的第三个里程碑。     

路漫漫其修远兮——从月球车到火星车，我们还要走多久？

2013年12月14日,嫦娥3号着陆器成功落在月球表面。它所携带的玉兔号月球车于12月15日驶上月面,使我国成为世界第二个掌握无人月球探测车技术的国家。至此,一些关心我国空间探测未来发展的航天爱好者马上联想到我国未来的火星车应该是什么样子,它能借鉴玉兔号的研制技术吗？探测月球与探测火星有什么区别？要回答这个问题,首先要了解月球和火星各自的概况,然后才能通过对比分析认识它们的异同。     

毁月决不可 探月展宏图

月球是地球唯一的天然卫星,作为地球的亲密伴侣,它自古以来就是文学家、诗人和画家赞美、吟咏和描绘的对象。同样,月球也历来受到天文学家们的重视,伽利略第一架天文望远镜刚刚问世就把它指向了月球。随着近几十年来科学家对月球研究的深入,人们     

表层穿透雷达在月球和深空探测中的应用

对月球以及更远天体或者空间环境的探测是人类航天活动的重要方向。开展月球和深空探测有利于研究太阳系起源、演化与现状,以及生命起源与演变等重大科学问题,有利于催生基础性、前瞻性的学科与技术。相比光学探测方法,雷达具有强穿透性、极化特性以及不受光照限制等优势,是探测天体特性的有效手段之一,在月球和深空探测中发挥了重要作用。电磁波能够穿透几米到几千米的次表层,可用于探测月球和深空目标的表层介电常数、次表层结构、电离层及水冰等。按照探测方式的不同,表层穿透雷达探测主要包括地基雷达、环绕器雷达及巡视器雷达3种方式。针对不同的科学目标,不同的探测方式具有各自的优势和不足。回顾了表层穿透雷达在月球、火星以及小行星等探测中的科学应用,总结了已经投入使用以及计划中的各种雷达科学载荷的探测任务、参数设计、工作原理和探测结果,展望了在未来利用表层穿透雷达进行月球和深空探测的发展趋势。     

第二届国际天文和天体物理学奥林匹克竞赛理论试题

第一部分（总分300分,共有15个小题,每题20分） 1、地球赤道上的两个观测者同时观测有恒星背景的月球的位置,二者的经度差为180度。如果观测时月球的赤纬刚好是0度,请画图说明观测者看到的情形（你的图中应包括月球、背景星空、两个观测者、地球）,并计算两个观测者看到的月球视赤经之差（以时分秒表示）。     

2004年6月、7月重要天象预告

6月3日月球距地球最近 月球是地球的天然卫星,它沿着一椭圆轨道围绕地球公转,轨道的偏心率为0.0549,月球距地球最近(近地点)时平均距离为363300千米,远地点的平均距离为405500千米。6月3日21时月球距地球的距离最近,为357240千米,是本年中距离最近的一次。从地球看去月球的视直径为33′27″。6月3日12时20     

月球潮汐及精密激光测月中的潮汐改正

本文详细论述了月球的弹性潮汐形变问题,并根据作者最近用较新的地球和月球模型解算出的地球和月球的勒夫数,计算了地球和月球的弹性潮汐形变。这个结果被用于精密激光测定月-地距离的改正。结果表明,在精密激光测月中,地、月潮汐的影响是不可忽视的。     

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。     

变“足不出户”为跨出地球(上)

20世纪最激动人心的成就是:人类实现了自己的飞天梦。人类跨出了地球。登上了月球,开辟了"空间天文学"新领域,也发射了大量探测器奔赴月球、火星、金星、木星、土星……甚至彗星、小行星去近距离造访。在仅仅400多年前,人们还以为太阳系就是宇宙了,而到21世纪初,人类仿佛觉得太阳系简直就是自己家园的外院。太空探测的故事太多了,我们尝试把它分成两讲来介绍,但也只能提纲挈领,梳理一下人类航天史上的大事,让读者对人类航天探测的历程有一个整体的认识而已。     

行星引力会改变小行星的形状

月球是离地球最近的天体,由于逐渐增加的引力潮会细微地改变地球的形状。但这和地球对月球的影响是无法相比的,地球的引力要大得多,因此它对固体月球的潮汐会使月球形状发生显著的变化。目前,天文学家正在研究地球对太阳系中一些最小的天体,比如小行星的作用。美国康奈尔...     

月球水冰将使人类梦想成真

月球水冰将使人类梦想成真１９９４年,美国宇航局发射的“克莱门汀”（Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ）号无人驾驶宇宙飞船对月球进行了新的月貌测绘,并对其矿物构成和引力分布进行了探测。１９９６年１２月,一科学小组对１９９４年该飞船发回的雷达信号进行分析后发现,月球...