2006年09月04日08:57


第一解读:智能1号撞月成功 惊天一撞为哪般?

 
策划:人民网科技频道

   格林尼治时间9月3日5时42分22秒(北京时间13时42分22秒),欧洲航天局“智能1号”探测器以7000公里的时速、与月球表面几乎平行的1度角成功撞击月球,在月球表面砸出一个直径约为3至10米的大坑,同时激起10多公里厚的“尘埃”。

  这惊天一撞,预示着人类离朦胧的月球又前进了一大步。

成就一:近距离观察 更了解月球

欧洲航天局9月3日公布的红外图像显示的是“智能1号”探测器击中月球时的情景(图像上方的白点)。

【瞬间回放】 9月3日,欧洲航天局当天发表声明说:“确认撞击在格林尼治时间5时42分22秒完成,那时位于澳大利亚新诺舍的地面站突然失去了与这个航天器的无线电联络。‘智能1号’在‘卓越湖’区域结束了它的旅程,撞击点具体位置是南纬34.4度、西经46.2度。”

【全球观测 “智能1号”撞击月球表面时,进入角度大约为1度,速度大约为每秒2公里。撞击时间和地点事先都经细致计划,为的是便于地面观测者通过望远镜观察撞击过程。全球职业和业余天文学家这次均获良机目击撞击过程。

【探月成果 “智能1号”使用X射线分光计和红外线 ,帮助科学家第一次获得月球表面钙和镁等化学元素的含量数据,描绘出了月球元素和矿物分布的最详细地图。“智能1号”还观察了神秘的月球极点,并调查了未来值得探索的区域。如果月球极点像一些科学家们所希望那样存在固态水的话,那么人类未来开发月球将拥有极端重要的生存条件。

此次测量还为有关月球生成和进化的理论收集了证据,大多数月球研究者认为,月球是在45亿年前由一个火星大小的小行星撞击地球后形成的。但这一理论尚有诸多未明之处,例如月球大部分物质来自两个相撞星球中哪一个。

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成就二:离子发动机证明可行 航天动力突破

【动力原理】 “智能1号”使用氙气燃料。太阳能离子发动机可将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体原子,从尾部喷射出高速氙离子流,从而为探测器提供动力,从外表看上去,“智能1号”喷出的是鬼火般的蓝色光。

【实施过程】  为了这一试验,欧洲科学家们让“智能1号”舍近求远,先进入地球同步轨道,随后点燃离子推进器,逐步扩大其环绕地球飞行的椭圆形轨道直至其被月球重力所“捕获”。上述过程耗时14个月,航行8400万公里,而地球到月球的直线距离只有38万公里。只消耗了大约70公斤燃料,大约为使用化学燃料发动机的传统航天器所需燃料的十分之一。

【优势比较】 与发射时震天动地的化学燃料发动机相比,离子发动机的威力看起来有点小得可笑,每次提供的能量相当于人拿起一张A4纸或者把一张明信片放在手掌上所需能量。但是,化学发动机的燃料在几分钟内就会消耗完毕,而离子发动机能够持续几个月甚至几年不停地向航天器提供动力。而且在太空无阻力环境下,在吸干氙气燃料前,离子发动机可以缓慢而持续地加速。这特别适于远距离太空航行,执行这种任务时,耗时不是大问题,航天器有效载荷才是首要考虑点。

  因而,早在“智能1号”按计划顺利撞击月球之前,科学家们已经在庆祝一项重要成就,即太阳能离子发动机试验成功。 虽然这并非人类首次在太空探险中使用离子发动机,首先使用这一技术的是美国航空和航天局“深空1号”彗星探测器

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成就三:分享成果 施惠后来人

【 经验共享】欧航局认为,“智能1号”是即将升空的一系列月球探测器的先驱。今年7月,第八届国际月球探测与利用大会发表《北京宣言》,宣言中要求各国应从头至尾记录探月行动计划,并合作在太空和地面观测月球撞击,因此“我们将向其他人传递经验”。

  “智能1号”探险期间,欧洲航天局邀请其他多个国家准备对月球展开“撞击行动”的科学家加入其中,向他们提供经验,比如准备于2008年10月升空的美国航空航天局“LCROSS”探测器,这一探测器将分两次撞击月球南极,希望能找到那里有水和其他化合物的痕迹。

【动力可鉴】“智能1号”也是未来太空任务的先锋,“智能1号”运行总管奥克塔维奥·卡米诺-拉莫斯说,“我们已经显示离子发动机可行,”离子发动机将成为未来10年中欧洲航天局执行另两项太空探险任务时的选择,即探索水星的“BepiColombo”探测器和近距离环绕太阳飞行的“SolarOrbiter”探测器。预计于2013年发射的“BepiColombo”探测器将先使用传统推动装置迅速冲出地球轨道,然后再用离子发动机推动奔向目标。由于离子发动机持续不断推动,整个航行时间将比不使用这种发动机缩短一半。同时,这一推进技术还可用于建造飞往月球的大型货运航天器,以在月球建立首个永久性基地,或者用于首次载人火星飞行。

【通讯传感】
“智能1号”的创新还包括一套全新通讯系统、新一代太阳能电池板和一套传感和扫描设备。这套传感和扫描设备简直是“小型化技术的奇迹”,7件设备总重量只有19公斤。其中的分光计将直接使印度太空探险活动受益,印度计划于2007年或2008年开始的Chandrayaan-1无人探月飞行计划将使用这种设备。

【成本低廉】“智能1号”还有一项无法估量的影响,即重新点燃了人们探索月球奥秘的热情,其中部分原因在于“智能1号”探险相对低廉的成本,它的造价只有1.1亿欧元(约1.4亿美元)。

  “就欧洲航天局的项目来说,‘智能1号’代表了一个巨大成功,从技术和科学角度看,都有非常好的投资回报,”欧洲航天局科学主管戴维·索思伍德说,“看来,从现在起,地球上的每个人都将计划前往月球了,进一步的科学探险行动将从这个小航天器的技术和操控经验中受益良多,同时‘智能1号’收集的科学数据已经在帮助我们更新对月球的现有认识。”

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探究“始作俑者”
  欧洲首个月球探测器“智能1号”的英文名叫“SMART-1”,是“用于先进技术研究的小型任务1号”的缩写。探测器全部由低成本、小型化的尖端技术部件构成,造价约1.1亿欧元(约合1.4亿美元)。

————————体貌————————

  重约370公斤,体积约1立方米,相当于一个洗衣机大小。两个太阳能电池板伸展开后长约14米。

———————主要装备———————

  装备了高清晰度微型摄像机、红外线及X射线分光计等最新探测设备,这些设备从月球轨道拍摄并传回了月球表面的2万多张图像,清晰程度前所未有。

————————任务————————

  探测月球表面化学元素,了解月球的构成;拍摄迄今最详细的月球地理图,以期破解45亿年前月球形成的奥秘;在月球表面寻找冰冻水的证据,为人类是否要在月球建立永久基地提供各种数据资料。

———————行程—————————

  2003年9月27日由欧洲阿丽亚娜-5型火箭搭载从法属圭亚那的库鲁航天发射中心升空。经过近14个月的飞行,探测器于2004年11月15日进入月球“大门”,即太空中月球引力作用大于地球引力作用的边界位置,此后探测器不断调整位置并逐渐进入预定月球观测轨道。2006年9月3日,探测器按计划撞击月球。

智能1号全扫描

 

回眸:人类的探月之路

——————人类的探月之路—————

  ■1957年发射第一颗人造卫星并于1961年把加加林送上近地轨道之后,人类开始闯入太空并着手探测月球。

  ■从20世纪50年代末到70年代初,共向月球发射了32个探测器,这些探测器或逼近或登陆月球,取得了丰硕的成果。

  ■1969年7月,“阿波罗11号”飞船实现了人类登月之梦,在月球探测中取得最辉煌的成果。

  ■从20世纪50年代末到70年代初,向月球发射了21个探测装置。

  ■1986年提出重返月球、建立月球基地的设想,并在1994年和1998年分别发射了两个探测器。1998年1月发射的以绘制月球表面地形图、分析月球地质结构和寻找月球存在冰或水证据等为目的“月球勘探者”号探测器,于1999年7月完成使命。

  ■2006年4月提出一项撞击月球南极的计划,希望能成功找到月球存在水的证据,以利未来宇航员登陆月球并建立长期基地。

  ■计划于2008年10月发射的“月球环形山观测与感知卫星”来撞击月球。

  ■对欧洲来说,继第一个月球探测器“智能1号”圆满完成使命后,欧洲还计划未来让宇航员登陆月球并分阶段建立月球基地。

  ■目前,中国、俄罗斯、印度和日本等都提出了自己的探月计划。

神秘的月球

月球有湖泊?

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(责任编辑:马丽)
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