“嫦娥一號”完美“答卷”令各國科學家驚嘆

2010年06月09日14:29  來源:《科學時報》

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  質量最高的全月球影像圖和月球標准基礎地圖、精度和分辨率最高的全月球數字高程模型、獨特的近月空間高能粒子和太陽風離子數據……

  從2007年順利升空至今,“嫦娥一號”一直是一顆舉世矚目的耀眼“明星”,而隨著各項科學探測數據和成果陸續出爐,各國科學家對“嫦娥一號”的關注程度有增無減。

  6月3日,世界各國航天局代表、國際月球探測項目專家等,趁首屆世界月球會議在北京召開的契機,專程來到設於中國科學院國家天文台的探月工程地面應用系統,一睹“嫦娥一號”各項科學成果的風採。

  “‘嫦娥一號’的科學研究成果必將為世界各國后續的月球探測工作作出重要貢獻。”歐空局秘書長、國際月球探測工作組執行主任伯納德·福音接受《科學時報》記者採訪時表示。

  當天,國家天文台和地面應用系統給每位到訪參觀的各國代表贈送了一套“嫦娥一號”科學探測數據刻錄光盤。

  “這份禮物很重要,意義特殊!”伯納德·福音手持光盤對記者說。

  “嫦娥一號”交上完美“答卷”

  6月3日,置於地面應用系統運控中心的一台會發光的月球儀引起了參觀者的興趣。

  “這是中國自己的月球儀。”中國科學院國家天文台研究員、嫦娥工程地面應用系統總設計師李春來告訴《科學時報》記者。

  2003年,中國探月工程的研究工作剛剛開始時,他們曾使用美國的月球高程數據做了一個月球儀作為禮品。由此,李春來有了一個心結:“我們一定要用‘嫦娥一號’的科學數據做一個中國自己的月球儀。”

  現在,這個心結終於被打開。

  “這是利用‘嫦娥一號’獲取的全月球CCD圖像數據和數字高程數據,經融合處理后制作而成的,所以它既能清晰地展現構造紋理信息,又能表達月表的地形起狀況。”李春來介紹,為了做這個月球儀,他們花了大半年時間。

  “月球儀只是‘嫦娥一號’部分科學數據研究成果的一個形象展示。”中國科學院院士、繞月探測工程首席科學家歐陽自遠向《科學時報》記者介紹,圍繞“嫦娥一號”全球性、總體性、綜合性探測月球全貌和四個科學目標,地面應用系統經過一年多的時間,對“嫦娥一號”搭載的8台有效載荷獲取的約1.37TB原始數據進行數據處理和研究后,目前已獲得4.2TB月球數據產品和科學成果。

  一是利用CCD立體相機獲得的313軌南北緯70°以內和276軌極區的圖像數據,綜合589軌的數據制作出迄今為止國際上變形程度最低、位置精度最高、圖像色調最一致和空間覆蓋最完整的全月球影像圖,將成為新的月球“標准像”——月球基礎地圖。

  二是利用激光高度計獲得的約912萬個月表測高數據,做了分辨率為3公裡左右的全月球數字高程模型。同時利用覆蓋全月球的“嫦娥一號”立體相機三線陣CCD數據,解算了全月球的地形數據,制作了全月球500米分辨率的三維數字地形產品。這是迄今為止分辨率最高的全月球三維地形數據。

  三是利用伽馬射線譜儀獲取的1103軌有效探測數據,獲得了鈾、釷、鉀的全月球含量分布圖和另外5種元素的局部含量分布。

  四是在太陽活動比較強烈達到A1級的背景下,利用X射線譜儀獲得了月球局部地區鎂、鋁和硅的含量與分布圖。

  五是利用干涉成像光譜儀共獲得的706軌有效探測數據,目前已獲得月表覆蓋范圍32個譜段的光譜分布圖。匯集綜合伽馬射線譜儀、X射線譜儀和干涉成像光譜儀的探測數據,研制出全月球的主要礦物和主要岩石類型的分布圖。

  六是利用微波輻射計共獲取的1690軌探測數據,獲取全月球4頻段月表微波輻射亮溫數據,目前已處理得到全月球不同光照條件的微波輻射亮溫數據,初步反演出全月球土壤層的電磁特征、月壤層厚度並估算月壤層中氦-3的資源量。

  七是利用攜帶的高能粒子和太陽風離子探測器對月球軌道空間環境進行了探測,獲得近月球行星際空間、月球尾跡區、地球磁鞘和地球磁尾區高能粒子和太陽風離子的成分、能譜、通量及其隨時間的變化數據,發現太陽風離子的反射現象和月球的日夜交界面太陽風離子的加速特征。

  “截至目前,‘嫦娥一號’的科學研究工作應該說交出了比較完美的答卷。”歐陽自遠說。

  參觀國家天文台和地面應用系統后,伯納德·福音在評價“嫦娥一號”的科學成果時表示:“能親眼看到‘嫦娥一號’完成了如此漂亮的全月圖,還有激光高度計等一系列有效載荷的的科學數據研究成果,確實讓人很震驚。”

  伯納德·福音還說,這些科學數據對開展下一步月球探測工作,如尋找月球上可能被使用的資源以及將來選擇著陸區域等有重要意義。

  國際行星學會主席Steve Durst也向《科學時報》記者表示,“嫦娥一號”的科學成果很全面,“這些數據將為以后的工作,如‘嫦娥二號’等作准備”。

  深入研究工作仍在開展

  “經過一年多對‘嫦娥一號’科學研究工作的開展,我們積累了很多經驗,也有許多工作仍在不斷摸索中。”李春來在接受《科學時報》記者採訪時表示。

  李春來向記者舉例說,月球的一些基礎數據,比如月球“大地水准面”、坐標系、經緯度、月表最高點和最低點等基本數據,各國和不同領域並不統一,因此有不同的數據。隨著探測數據的增加和精度的提高,月球的基礎數據越來越精確,大家的認識越來越統一,嫦娥工程的研究成果將對這些基礎問題繼續作出貢獻。

  李春來說:“這些都是基礎性工作,但很重要,如果標准不統一,以后無法在一個平台上作對比研究。”

  李春來說,“嫦娥一號”是我國第一次系統、深入地開展月球科學研究和數據應用。地面應用系統的研制和嫦娥數據的處理,催生了一大批標准和規范,初步建立起了我國月球探測和科學數據處理的標准體系。目前,已初步完成13項國家標准草案的整理工作。

  “這些標准規范都將作為今后探月工程科學數據研究工作的‘尺子’。”李春來說。

  李春來同時介紹,“嫦娥一號”的系統科學研究成果雖然已經陸續發布,不過這並不代表“嫦娥一號”科學研究工作的結束。

  “此后還將繼續開展綜合研究和深化研究工作。”李春來介紹。

  例如,地面應用系統將進一步利用光譜數據解譯月表礦物和元素的含量分布﹔在已獲全月球不同光照條件的微波輻射亮溫的基礎上進一步反演月壤厚度,評估氦-3資源。此外,地面應用系統正在把“嫦娥一號”上CCD相機獲得的月球影像數據與激光高度計獲得的月面高程數據進行融合,繪制更精確的全月球三維地圖。

  歐陽自遠表示,“嫦娥一號”的科學研究數據已經全部上網,希望能吸引更多感興趣的科學家開展深入研究,更充分地利用和挖掘“嫦娥一號”衛星科學數據的價值。

  國際合作雖難但仍在積極推動

  根據探月工程科學數據發布政策,從2008年8月開始,“嫦娥一號”數據正式對外發布。截至2010年2月,向國內大學、科研單位,包括港澳和國外機構共32個單位,發布了“嫦娥一號”8種有效載荷獲得的所有科學探測數據。

  自2007年11月底接收到“嫦娥一號”數據后,地面應用系統即向各載荷研制單位提供了原始探測數據和工程數據,用於在軌測試、儀器性能分析和數據處理方法改進。

  “希望組織全國力量,開展系統深入的研究。”歐陽自遠說。

  據悉,數據發布一年半以來,包括有效載荷研制單位在內的大學和科研院所組織對“嫦娥一號”數據進行了系統研究,科研和應用成果已大量涌現。

  “還有許多高校和其他科研單位發表了許多相關研究成果,我們還沒來得及統計。”開展“嫦娥一號”科學數據研究的科研人員在逐步增多,這是令歐陽自遠倍感欣慰的一件事情。

  6月3日那天,共有13個國家拿到了“嫦娥一號”的數據。而在此之前,地面應用系統的網站上早已設立“探月工程數據發布系統”,全部數據都可免費向申請人提供。

  在歐陽自遠心中還有一個願望:希望各國的科學家能在月球探測的科學研究方面開展國際合作。

  基於航天工程的特殊性,歐陽自遠坦言,相關國際合作的開展並非易事,“難也要積極推動”。

  事實上,有此想法的並非歐陽自遠一人,伯納德·福音在談到“嫦娥二號”的工作時就認為,中國可以考慮和其他國際月球探測任務,如SMART1、LRO、月亮女神等,開展合作、對比研究,分享數據,作出科學成果。

  “現在世界又掀起了探月高潮。下一步,大家都將討論在不同區域著陸的問題,研究月球車、月球基地以及月球資源利用等問題。我們可以考慮建立國際聯合組織,來共同處理這些問題。”伯納德·福音說。

  Steve Durst則正積極推動一項月球探測的國際合作計劃——成立國際月球天文台協會(ILOA)。

  該協會以夏威夷為基礎,通過在月球極區建立天文台,旨在拓展人類對宇宙的認識和觀測。

  Steve Durst說,月球探索是最好的國際合作工作,盡管難以開展,但他相信合作一定會慢慢推動起來。

  事實上,他發起籌建的國際月球天文台協會的計劃,已得到中國、日本、印度等國的積極響應。作為Steve Durst的好友,歐陽自遠也成為國際月球天文台協會董事會成員。張巧玲

(責任編輯:徐飛(實習))
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