概況
搭載“月亮女神”號探測器的日本H-2A火箭當天在距東京南部1000公里(620英里)左右的太平洋小島種子島上發射升空。按計畫,“月亮女神”號將在升空45分鐘左右脫離H-2A火箭,在繞地球軌道運行兩周后,便朝著距地38萬公里(23.75萬英里)的月球進發。
日本宇航開發機構認為,“月亮女神”探月計畫是自美國阿波羅計畫以後規模最大、同時也是最複雜的探月計畫。
“月亮女神”探月計畫負責人YoshisadaTakizawa表示,該探測器將在為期一年的繞月飛行中利用14個感測器對月球表面進行探測。日本科學家希望通過這些儀器了解月球表面成分和礦物組成、月球表面和次表面的結構、重力場、磁力場、高能粒子環境以及月球的等離子區等。Takizawa說,通過上述研究活動,有望能進一步揭開月球起源和進化的線索。
“月亮女神”號探測器在發射升空後需要5天才能飛臨月球,此後將以離月球最近120公里、最遠1.3萬公里的橢圓形軌道繞月飛行。在先後放出中繼子衛星和射電干涉子衛星之後,主軌道器將調整運行至距月球100公里的圓形軌道上運行一年。
日本宇航開發機構認為,如果“月亮女神”探月計畫進展順利,那么日本進一步探索月球及太陽系行星也就做好了鋪墊。
名稱來歷
“月亮女神”探測器重達3噸,也被稱之為“SELENE”號探測器。(SELENE是SelenologicalandEngineeringExplorer的縮寫,意為“月球探測工程”。而SELENE一詞又恰巧是希臘神話中月亮女神的名字,故譯為“月亮女神”)。“月亮女神”是日本繞月探測衛星的英文名稱的意譯,它在日本還有一個暱稱——“輝夜”。這個名字取自“輝夜姬”,她是日本家喻戶曉的民間傳說中美麗的月亮公主。
“輝夜姬”是日本古老傳說《竹取物語》中的主人公,她是在月亮上誕生,爾後落入凡間的美貌女孩。傳說中,一位伐竹子的老翁在竹子芯里發現了一個9厘米高的可愛女孩,便把她帶回家去撫養。3個月後女孩就長成妙齡少女,美貌舉世無雙。老翁請人給她取名,於是女孩擁有了“輝夜姬”這個名字。
世間的男子都夢想讓“輝夜姬”做自己的妻子,許多公子王孫終日在老翁家周圍徘徊。當包括皇子在內的5名貴族向“輝夜姬”求婚時,她聰明地提出嫁給能找到她喜愛但卻難以獲得的寶物的人,這些求婚者都沒能如願。最後登場的皇帝想憑藉權勢強娶“輝夜姬”,也以失敗告終。“輝夜姬”在中秋之夜迎來了月宮使者,回到她本該屬於的月球。
對日本人來說,“輝夜姬”是他們從孩童時代就熟識的人物形象。沉靜、機智、蔑視權貴的月亮公主告訴孩童們什麼是美、醜、虛幻和永生。
日本宇宙航空研究開發機構於2007年4月11日至5月11日公開徵集繞月衛星的暱稱,在應徵的2256份提議中,有1701份建議衛星的暱稱使用“輝夜”。
一名50多歲的男性在提議理由中寫道:提起日本有關月亮的傳說,人們首先想到“輝夜姬”,人們常仰望月亮憧憬夢想,而繞月衛星“輝夜”正像“輝夜姬”一樣,凝聚了科研人員探索宇宙的夢想。
探月計畫
日本宇宙航空研究開發機構12日宣布,日本計畫20年後在月球表面設立無人探測基地,並為此成立了一個由約20名行星專家和技術員組成的特別項目小組。
該機構理事長立川敬二在新聞發布會上說,日本計畫10年內發射登入月球的無人探測器,在此基礎上,爭取20年後能在月球表面建立無人探測基地。
據立川敬二介紹,2007年將發射的“月亮女神”號繞月衛星,將對月球表面進行觀測,為無人探測器尋找合適的著陸地點。無人探測器將實施岩石採樣、分析等,為日後在月球表面建立基地提供條件。
目前,美國和歐洲等都開始積極投入對月球的探測活動。立川說,日本將依靠自己的機器人技術,進行獨創的探測活動。
日本月球基地構想圖。日本宇航開發機構計畫在2015年向月球發射機器人進行探測。隨後開始在月球上建立以太陽能為能源的人類研究基地。在2025年前造載人航天飛船,建立科學設備網路,完善月球基地。
日本對月球探索的興趣由來已久。上世紀90年代,日本的第一個月球探測器繆斯A科學衛星進入太空,這使日本成為繼美蘇之後,世界上第3個探測月球的國家。
1999年,在美國“阿波羅”登月計畫啟發下,日本宇航開發機構推出了自“阿波羅計畫以後規模最大、同時也是最複雜的”“月亮女神”探月計畫。經過多年努力,“月亮女神”將在本月中旬發射,這將為日本的月球基地等遠景計畫奠定基礎。
日本宇航開發機構8月中旬宣布,耗資2.69億美元、重達3噸的“月亮女神”探測器將於9月13日由日本自主建造的H2A火箭攜帶升空。這是日本為未來登入月球邁出的第一步,也是繼美國“阿波羅”計畫之後最大的月球探測項目。
14種探測儀器
日本“月亮女神”繞月探測衛星14日開始它的探月之旅,探測衛星搭載了14種高精度儀器,它們將對月球的構成及其形成歷史等進行精確探測。
1、螢光X射線分光計:可判定月球表面組成元素的種類和數量。
2、伽馬射線分光計:可確定鈾等放射性元素在月球的分布情況。
3、多頻帶成像儀:用於研究月球表面岩石的分布。
4、光譜剖面儀:可詳細分析出月球表面岩石的種類。
5、地形照相機:用來拍攝高解析度的月球表面立體圖像。
6、月球雷達測深器:探測月球表層以下2公里到5公里的構造。
7、雷射高度計:測量月球表面的地形,繪製高精度地圖。
8、月球磁力計:能夠探測到比地球磁場強度的十萬分之一還微弱的磁場,用於研究月球磁場的成因等。
9、帶電粒子頻譜儀:通過捕捉月球周圍的宇宙射線,研究月球上的火山活動。
10、等離子觀測裝置:用於研究月球的等離子環境。
11、中繼衛星:“月亮女神”攜有一顆長、寬各1米、高0.65米、質量45公斤的子衛星。子衛星主要用於探索月球電離層。
12、高層大氣等離子成像儀:該成像儀由兩架望遠鏡和承載它們的萬向架構成,可執行對地球的等離子層進行攝像等任務。
13、甚長基線干涉測量電波源:藉助“甚長基線干涉測量法”,追蹤子衛星發射的電波,判斷子衛星的確切軌道,研究月球表面重力場的分布。
14、高清晰度影像拍攝系統:用於拍攝地球從月球的“地平線”升起的“地出”景觀和月球表面的環形山。
升空步驟
日本探月衛星“月亮女神”將於台北時間本周五(14日)上午9點31分發射升空。日本科研人員稱,這是日本2025年建立載人太空站目標的第一步。以下為日本探月衛星“月亮女神”升空的關鍵步驟。
事件
時間(分:秒)
發射
00:00
SSB點火
00:10
丟棄SSB
01:30
丟棄SRB-A
02:05
丟棄有效載荷整流罩
04:25
一級和二級發動機分離
06:48
二級發動機第一次點火
06:54
二級發動機第一次熄火
12:07
二級發動機第二次點火
40:33
二級發動機第二次熄火
44:02
衛星分離
45:32
註:SSB和SRB-A是兩種助推火箭
重要任務
“月亮女神”探測衛星此行任務不少,其中最主要的任務包括:為判斷月球上是否曾經存在岩漿海洋尋找確切證據;分析月球的磁場狀態;為月球上是否存在水尋找答案等。
美國“阿波羅計畫”先後從月球帶回400多公斤岩石。采自月球表面低洼處的岩石富含鐵等元素,它是岩漿冷卻後凝固成的玄武岩。而在高處採集到的岩石是含鋁元素的斜長石,這是一種難以被岩漿融化的岩石。根據這些發現,科學家猜測月球誕生後不久,其表面被岩漿海洋所覆蓋,陸地浮在岩漿海洋上。不過,“阿波羅計畫”的專家未找到確切證據。
為尋找岩漿海洋存在過的有力證據,“月亮女神”此次攜帶的儀器將嘗試從月球地層的龜裂中找尋岩漿的源頭,以及岩漿是如何擴散的。此外,這些儀器將觀測月球表面的元素和岩石的種類及分布。如果月球表面曾經是岩漿海洋,那么許多元素和岩石都會融入岩漿,它們的分布就應該是連續的。
岩漿海洋掌握著解開月亮誕生之謎的鑰匙,如果岩漿海洋的存在得到確認,那么“巨型衝擊假說”將成為最有力的月亮起源說。這種假說認為地球誕生後不久,一個火星般大小的天體擦碰了地球,產生的碎片聚集在地球周圍形成了月球。由於碰撞產生巨大的熱能,地球和剛剛誕生的月球大幅升溫,兩者的表面都被岩漿覆蓋。
如果“月亮女神”的觀測確認月球上存在過岩漿海洋,這將成為“巨型衝擊假說”的新證據。其他月球起源的假說,比如地球依靠其引力,捕獲飛來的天體,使它變成衛星的“捕獲說”,抑或是“地月同源說”、“地球分裂說”都無法解釋造成岩漿海洋的巨大熱量源。
月球的磁場也是有待研究的謎團。地球磁場具有明確的南北兩極,而現在的月球沒有類似的磁場。地球之所以有這樣的磁場,是因為地球的中心是鐵等構成的核。然而,美國阿波羅飛船帶回的岩石有微弱的磁場,難道這意味著月球過去也擁有足以產生磁場的鐵核嗎?尋找這個問題的答案該輪到“月亮女神”上的月球磁力計登場了。
“月亮女神”攜帶的這個儀器能觀測到比地球磁場強度十萬分之一還微弱的磁場,根據觀測結果,40億年前月球是否存在磁場等課題的相關研究有望取得新進展。如果證實月球整個表面都殘留有微弱的磁場,那么月球誕生初期擁有熔融的鐵核也就不難推論了。
“月亮女神”還要為月球上是否存在水尋找答案。如果真有水存在,那么水中氫元素被激發出的伽馬射線就會被這顆衛星上的伽馬射線分光計捕捉到。此外,“月亮女神”在為期一年的觀測生涯中還將研究歷史上月球火山活動的痕跡,測定月球的重力場,研究月球的等離子環境及月面以下的演化等。
相關資料
日本月亮繞月探測衛星“月亮女神”將由H2A202運載火箭送入太空。H2A202運載火箭能將4噸有效載荷送入距地面約3.6萬公里高度的地球轉移軌道(GTO)。在兩個或四個小型捆綁式火箭助推器(SSB)的幫助下,火箭的運載能力進一步提升。日本宇宙航空研究開發機構一直在研製H-IIA增強型H2A204火箭,在四個捆綁式固體火箭助推器的幫助下,這種火箭能將6噸有效載荷送入地球轉移軌道。此外,開發H-IIB火箭的研究也在緊鑼密鼓地進行當中,這是更大版本的H-IIA火箭,一級火箭直徑達5米,有兩個主發動機。
二級火箭
H-IIA二級火箭是在其前任H-II火箭LE-5A發動機基礎上改進而來,它的動力系統是經過簡化的LE-5BLOX/LH2發動機,能提供14噸的推力。LE-5B的平衡環用以控制傾軸和偏盪軸的管嘴,而二級火箭反應控制系統(RCS)則採用肼噴射(hydrazinejet)控制飛行高度。LE-5B是一種可啟動發動機,因此,可將多個衛星送入不同軌道。
一級火箭
標準型H-IIA一級火箭包括一個液體燃料主發動機和兩個捆綁式固體火箭助推器(SRB-A)。液體燃料主發動機LE-7A是在用於H-II一級火箭的LE-7發動機基礎上改進的,使用液氫(LH2)和液氧(LOX)推進劑,真空狀態下推力達到112噸左右,幾乎同LE-7A的推力相同,但LE-7A的生產過程要比麻煩重重的LE-7簡化了不少。H-IIA運載火箭有兩個使用HTPB固體推進劑的捆綁式固體火箭助推器。在H-IIA6號機發射失敗後,日本宇宙航空研究開發機構徹底調查了事故原因,調查結論是,日本當務之急是提高火箭的發射可靠性而非增強有效載荷能力。於是,該機構對H-IIA7號機的捆綁式固體火箭助推器進行了改進,其中融入了各種點火試驗的結果。日本宇宙航空研究開發機構還在繼續改進捆綁式固體火箭助推器的性能和功能性,這將進一步增強發射可靠性和發射能力。
慣性導航系統
與H-II運載火箭一樣,H-IIA運載火箭也採用捷聯式慣性導航系統,這套系統由慣性感測器組件(環形雷射陀螺)和導航控制電腦組成。慣性導航系統可計算火箭的飛行方向和速率,必要的話,自動糾正飛行偏離,因此可在飛行過程中引導整個運載火箭進入指定軌道。
飛行線路
一旦“月亮女神”發射成功,它將圍繞地球飛行兩圈,然後飛往月球,最後進入月球軌道。接著,“月亮女神”的主軌道器與中繼衛星和VRAD衛星分離,對月球表面展開為期一年的觀測,與此同時,在月球南北兩極之間100公里上空一個圓形軌道上飛行。而兩個小型衛星則在不同的橢圓形軌道上循環飛行,觀測月球。
嫦娥探月工程
中國繞月探測工程簡介
將完成以下四大科學目標:
1、獲取月球表面三維影像。劃分月球表面的基本地貌構造單元,初步編制月球地質與構造綱要圖,為後續優選軟著陸提供參考依據。
2、分析月球表面有用元素含量和物質類型的分布特點。對月球表面有用元素進行探測,初步編制各元素的月面分布圖。
3、探測月壤特性。探測並評估月球表面月壤層的厚度、月壤中氦-3的資源量。
4、探測地月空間環境。記錄原始太陽風數據,研究太陽活動對地月空間環境的影響。國防科學技術工業委員會副主任、國家航天局局長、繞月探測工程總指揮欒恩傑介紹,由月球探測衛星、運載火箭、發射場、測控和地面套用等五大系統組成的繞月探測工程系統屆時將實現以下五項工程目標:
1.研製和發射我國第一個月球探測衛星;
2.初步掌握繞月探測基本技術;
3.首次開展月球科學探測;
4.初步構建月球探測航天工程系統;
5.為月球探測後續工程積累經驗
撞月
2009年6月11日3時25分
JAXA結束任務,月亮女神主體墜落於月南半球的優湖,成為月球的新垃圾。