嫦娥三号月球探测器今日凌晨成功发射 带你揭秘重返月球的真实原因

北京时间2日凌晨2点17分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,将中国探月工程二期的嫦娥三号月球探测器成功送入太空。嫦娥三号承担着中国首次月球软着陆和月面巡视勘察重任。目前,全球只有

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嫦娥三号月球探测器今日凌晨成功发射 带你揭秘重返月球的真实原因

互联网 未知 2013-12-02 10:06
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  北京时间2日凌晨2点17分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,将中国探月工程二期的嫦娥三号月球探测器成功送入太空。

  嫦娥三号承担着中国首次月球软着陆和月面巡视勘察重任。目前,全球只有美国、前苏联成功实施了13次无人月球表面软着陆;只有美国实现了载人登月,前苏联开展了两次月面无人巡视探测任务。

“嫦娥三号”发射过程回顾:

  按照计划,嫦娥三号于12月中旬择机在月球虹湾地区实现软着陆,着陆器将就位探测,月球车将开展巡视探测。完成月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学任务。

  20世纪六七十年代,全球经历了第一次探月热潮,1969年7月,美国“阿波罗11号”飞船实现了人类登月梦,是月球探测最辉煌成果。1994年,美国的克莱门汀号探测器发射升空,首次获得了月球上可能存在水的证据,人类又一次将目光投向了这颗与地球相守了数十亿年的星球。全球开始第二轮月球探测热潮,日本、欧洲、中国和印度成为月球探测俱乐部成员。

  今天凌晨,肩负“落月”任务的嫦娥三号在中国西昌卫星发射中心成功发射,预计于本月14日实现探测器着陆,随后完成嫦娥三号最重要的科学任务:观天、看地、测月。“探月”将对百姓生活产生什么影响,是否能改变我们的衣食住行?

监测环境“太阳耀斑”早知道

  航天科技集团空间技术研究院研究员庞之浩介绍,嫦娥三号探月主要承担三项任务,月表形貌与地质构造调查;月表物质成分及可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测。

  这三项科学任务和百姓生活也是相关的。例如首次在月球上应用的极紫外相机,将对地球等离子体层的整体变化进行监测,反映地球空间环境变化。比如,太阳耀斑爆发就会对地球空间环境产生影响,在地球空间轨道上运行着遥感卫星、通讯卫星等应用卫星,这些卫星与人们生活的关系非常密切,所以确切地说这种影响是间接的。

  据资料记载,1859年曾经发生过一次非常强的太阳爆发,地磁的指数变化缩小了三分之二。假如今后再次发生这样的太阳爆发,所有的卫星都将失效,卫星通讯会中断,依靠GPS来定位的船舶、飞机可能会相撞。

探月新材料用于机器人制造

  庞之浩介绍,美国阿波罗工程研制过程中产生了3000多项新技术,其中有1000多项已经转为民用,涉及很多行业,比如商品的条形码技术、旅游鞋气垫技术,重症监护室技术,彩超等。

  就我国而言,新中国成立以来我国研制出了2000多种新材料,其中80%是在空间技术的引领下研制完成的,航天部门对材料的要求高,所以引领了材料技术的研制。比如太阳能热水器就应用了航天航天隔热技术来进行保温。对于嫦娥三号此次探月来说,月球上温度变化很大,要求材料轻型、对温度耐受力强,所以一些新型材料也可转移到民用。例如嫦娥三号中用到的新材料、遥操作技术未来都可以转移到智能机器人、汽车制造等方面。

  此外,月球环境高洁净、微重力、无污染、没有磁场和大气,适合开展物理和生命科学实验。除天文观测外,中国月球探测工程首席科学家欧阳自远表示,这种环境可以生产一些地球上无法生产的东西,比如昂贵的生物制品、药品以及很多特殊材料。

月球“完美能源”够用1万年

  月球上特有的矿藏和能源,是对地球资源的重要补充和储备,对人类社会的可持续发展具有深远影响。

  欧阳自远说,这次在月球车上放了很多仪器,有一样东西前人没有做过:在月球车底下放了一台雷达,发射雷达波到月亮的地底下。它有波段,一个是测20米深那一段的土壤层结构;另一个波段是测100米深月球上部的结构。月球车可以一边走一边测,也就是“测月”。

  科学考察探明,月球上已知矿物有100多种,其中有5种地球上没有。月岩中还含有大量的铝、镁、钙等,在月壤中氧的含量占到40%。值得一提的是,月壤中还含有地球上少见的氦-3。庞之浩介绍,氦-3是氦的同位素,它能在核聚变反应中释放巨大能量,而且几乎不产生放射性污染,被认为是21世纪人类的完美能源。

  据估算,100吨用于核聚变发电可以保证地球一年的能源需求,月球上蕴藏的氦-3大约为100万吨到500万吨,所以可供人类使用1万年以上。另外,月球上有丰富的矿藏,这次探测月面物质成分和可利用资源,将让我们在未来有可能在月球上建能源基地和资源基地。

  同时,月球上太阳辐射每年可产生12亿千瓦的能量,在月球建太阳能发电站也可能成为获取新能源的途径。

载人航天技术更易于转民用

  航天工程分为三大方面,载人航天、人造地球卫星和空间探测。探月属于空间探测的范畴。

  与载人航天相比,空间探测的距离更远,环境更加恶劣,由于目前是无人探测,所以更注重在材料和遥控等方面的技术开发。而载人航天因为有航天员,要多出航天员系统和着陆场系统,航天员的技术可以更直接的转移到衣食住行等民用领域。所以空间探测的民用很多是间接的,载人航天更为直接。

  “对普通民众来说,航天工程在短时间内不会直接解决我们“吃什么、穿什么、用什么”的问题,但技术的发展却为此提供了强大的后盾。”中国月球探测工程首席科学家欧阳自远说到。

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一颗运行在月球轨道的探测器

揭秘“嫦娥三号”:四条“中国腿” 遇冷“生炉子”

  嫦娥三号探测器,是我国第一个“有腿”的航天器,也是中国人首次用来尝试地外天体软着陆的航天器。嫦娥三号有四条腿六个轮子,是着陆器和巡视器(俗称“月球车”)的组合体。

  航天科技集团主任设计师杨建中介绍,嫦娥三号任务主要有两个,一是实现月面软着陆,二是实施月面巡视勘察。这需要它既能落到月面上,还能自主动起来。将任务分解给两个探测器,有助于加快研制进度。

  着陆器包含11个分系统,其中最有特色的当属着陆缓冲分系统,又集中体现在四条“中国腿”的外形上。据了解,其他国家的软着陆方式主要有三种:一是气囊 弹跳式,二是着陆腿式,三是空中吊车式。每种方案都有优缺点。就嫦娥三号软着陆任务来讲,气囊式不能满足重量要求,吊车式又比较复杂,腿式能满足任务需 要,保证着陆的稳定性。综合之下,嫦娥三号选用了腿式着陆。

  不同于地球,月球表面昼夜温差较大,温度高时有120摄氏度,温度低时在零 下180摄氏度。中国航天科技集团着陆器热控分系统主任设计师刘自军用“盖被子”“生炉子”和“开空调”等熟知的概念解释热控设计。嫦娥三号上有一个多层隔热组件,也就是所谓的“被子”,可以双向隔热,外部高温时候热量不能往里传,外部寒冷时候里面热量不能往外漏。

  寒冷时“三姑娘”还得“生炉子”。“炉子”主要是同位素核源,它能够持续放热。到了月昼时,虹湾温度迅速升高至90摄氏度,设计师在探测器上精心设计了几个散热面,可以把设备发出的热量散出去。

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揭秘“长三乙火箭”:瘦身50公斤 动力更强劲

  2日凌晨,我国长征系列火箭中运载能力最强的“大力士”——长三乙增强型火箭托举重量更重、体积更大的嫦娥三号探测器飞天奔月。

  “要‘长途跋涉’把3780公斤的‘嫦娥’精准地送入远地点38万公里的地月转移轨道,已达到长征三号乙火箭的运载能力极限。长三乙增强型的起飞推力是600吨,要提高载荷能力,火箭自身必须‘瘦身’。”嫦娥三号探测器火箭系统总指挥岑拯说。

  中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院为长三乙量身制定了三子级氢氧贮箱减重方案。贮箱的自重就像“脂肪”,承载的燃料就像身体蕴含的能量。在能量不变的情况下,“脂肪”越少,运载的能力也就越大。

  为此,运载火箭技术研究院首次采用新型机械壁板铣的方式。这种方法铣出来的壁板光滑、精度高、厚度误差在0.1毫米之内。正是这样的精雕细琢,使得贮箱成功减重50公斤。

  与发射神舟十号用的长二F火箭相比,长三乙增强型增加了一个三子级。这级火箭由两台氢氧发动机和若干台姿控发动机组成。

  “氢氧发动机使用液氢、液氧低温高能推进剂,采用泵压式燃气发生器动力循环,燃气串联双涡轮泵系统,具有双向摇摆,高空两次启动能力。它使嫦娥三号奔月之旅更加稳健。”六院副院长刘志让说。

  此外,科研人员对长三乙运载火箭一、二级及助推器发动机进行了一系列可靠性增长改进。比如借鉴长二F技术,对二级主机燃气发生器、转速线圈等进行改进,使得发动机飞天动力更强劲,质量更可靠。

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责任编辑:飘渺鱼

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