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下載安裝Flash播放器資料圖片:10月1日18時59分57秒,搭載著嫦娥二號衛(wèi)星的長征三號丙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射。這是嫦娥二號發(fā)射瞬間的情景(拼版照片)。 新華社記者 李剛 攝
目前正環(huán)繞月球運(yùn)行的嫦娥二號衛(wèi)星,將在半年的既定時間內(nèi),完成四項(xiàng)科學(xué)目標(biāo):獲取分辨率優(yōu)于10米的月球表面三維影像、探測月球物質(zhì)成分、探測月壤特性、探測地月與近月空間環(huán)境。這四大目標(biāo),將在嫦娥一號科學(xué)探測結(jié)果的基礎(chǔ)上獲得更加豐富、準(zhǔn)確的探測數(shù)據(jù),為后續(xù)月面軟著陸及深空探測任務(wù)奠定重要的技術(shù)基礎(chǔ),深化人類對月球的科學(xué)認(rèn)知。
擔(dān)負(fù)這四大科學(xué)重任的就是嫦娥二號衛(wèi)星隨身攜帶的有效載荷——執(zhí)行探測任務(wù)的七種儀器裝備:TDI—CCD立體相機(jī)、激光高度計(jì)、X射線譜儀、γ射線譜儀、微波探測器、太陽高能粒子探測器和太陽風(fēng)離子探測器。
TDI—CCD立體相機(jī)是新研制的,其余六種也都比嫦娥一號攜帶的有所改進(jìn)。它們的“體重”加起來只有140公斤(衛(wèi)星總“體重”為2480公斤,其中燃料為1310公斤),經(jīng)過重新設(shè)計(jì)和改進(jìn),武藝更加高強(qiáng)。
立體相機(jī)、激光高度計(jì)
獲取月球表面三維影像
“嫦娥一號”攜帶的立體相機(jī),是普通的CCD相機(jī),中科院西安光機(jī)所經(jīng)過重新研制后,這次攜帶的是TDI—CCD相機(jī),它采用多條線陣CCD對同一目標(biāo)多次曝光原理,可以滿足分辨率提高對相機(jī)曝光控制的要求,是我國相關(guān)載荷研制技術(shù)的一個重要突破,也是國際上首次在月球探測中使用。嫦娥二號環(huán)月飛行時遠(yuǎn)月點(diǎn)高度為100公里、近月點(diǎn)高度最低只有15公里,加上重新研制后如虎添翼,TDI—CCD相機(jī)把圖像分辨率從嫦娥一號的120米,提高到10米左右,在15公里軌道處甚至可以達(dá)到1米。
由于月球上既有數(shù)千米的高山,也有幾千米的深谷,光用CCD立體相機(jī)還不能精確測量出高山和深谷的高度、深度,需要激光高度計(jì)助力。
激光高度計(jì)相當(dāng)于激光雷達(dá),可以打一束激光到月球表面,并接受反射光。這樣,通過計(jì)算激光返回時間,就可以獲得衛(wèi)星離月球表面的距離。嫦娥二號上的激光高度計(jì)經(jīng)過改進(jìn),探測頻度由嫦娥一號的1秒鐘采一個點(diǎn),增加到1秒鐘采5個點(diǎn),相當(dāng)于衛(wèi)星繞月球每飛300米就有一個探測點(diǎn),密度增加了5倍。
利用TDI—CCD立體相機(jī)可獲取分辨率更高的月球表面三維影像,結(jié)合激光高度計(jì)獲取的月表地形高程數(shù)據(jù),可獲取月球表面高精度地形數(shù)據(jù),為后續(xù)著陸區(qū)優(yōu)選提供依據(jù);同時,也為劃分月球表面的地貌單元精細(xì)結(jié)構(gòu)、斷裂和環(huán)形構(gòu)造,提供原始資料。
X射線譜儀、γ射線譜儀
探測月球物質(zhì)成分
看清楚月球的長相之后,下一步就要了解月球上分布著什么元素,物質(zhì)的組成怎樣。人眼利用可見光通過顏色去分辨物體,X射線、伽馬射線的波長要比可見光短得多,利用這些射線可以用來分辨元素種類。
這次γ射線譜儀的探測晶體由原來的碘化銫,改為新的材料——溴化鑭,使探測靈敏度提高了1倍多;X射線譜儀的譜段,也由原來的10KeV—60KeV,縮小為25KeV—60KeV。這樣,就可以更好地探測月球表面9種元素——硅、鎂、鋁、鈣、鈦、鉀、釷、鈾的含量與分布特征,獲得更高空間分辨率和探測精度的元素分布圖。