嫦娥工程-课件.ppt
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- 嫦娥 工程 课件
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1、嫦娥工程 嫦娥工程 2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。2007年10月24日18时05分,“嫦娥一号”成功发射升空,在圆满完成各项使命后,于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日18时57分59秒“嫦娥二号”顺利发射,也已圆满并超额完成各项既定任务。2012年9月19日,月球探测工程首席科学家欧阳自远表示,探月工程正在为2013年“嫦娥三号”探测器“软”着陆月球做准备。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析,以及月球样品返回地球以后的分析与研究。嫦娥工
2、程 2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。2007年10月24日18时05分,“嫦娥一号”成功发射升空,在圆满完成各项使命后,于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日18时57分59秒“嫦娥二号”顺利发射,也已圆满并超额完成各项既定任务。2012年9月19日,月球探测工程首席科学家欧阳自远表示,探月工程正在为2013年“嫦娥三号”探测器“软”着陆月球做准备。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析,以及月球样品返回地球以后的分析与研究。工程介绍 工程概况 发
3、射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。重返月球,开发月球资源,建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源,月球上特有的矿产和能源,是对地球资源的重要补充和储备,将对人类社会的可持续发展产生深远影响。中国探月是我国自主对月球的探索和观察,又叫做嫦娥工程。国务院正式批准绕月探测工程立项后,绕月探测工程领导小组将工程命名为“嫦娥工程”、将第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。“嫦娥一号”卫星由中
4、国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。而根据中国探月工程“绕”、“落”、“回”三步走战略。并计划在月球建立研究基地。工程目标工程目标我国绕月探测工程将完成以下四大科学目标:我国绕月探测工程将完成以下四大科学目标:1 1、获取月球表面三维影像。划分月球表面的基本地貌构造、获取月球表面三维影像。划分月球表面的基本地貌构造单元,初步编制月球地质与构造纲要图,为后续优选软着单元,初步编制月球地质与构造纲要图,为后续优选软着陆提供参考依据。陆提供参考依据。2 2、分析月球表面有用元素含量和
5、物质类型的分布特点。对、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点。对月球表面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布月球表面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布图。图。3 3、探测月壤特性。探测并评估月球表面月壤层的厚度、月、探测月壤特性。探测并评估月球表面月壤层的厚度、月壤中壤中氦氦-3-3的资源量。的资源量。4 4、探测地月空间环境。记录原始太阳风数据,研究、探测地月空间环境。记录原始太阳风数据,研究太阳活太阳活动动对地月空间环境的影响。对地月空间环境的影响。国防科学技术工业委员会国防科学技术工业委员会副主任、国家航天局局长、绕月探副主任、国家航天局局长、绕月探测工程总指挥测工
6、程总指挥栾恩杰栾恩杰介绍,由月球探测卫星、介绍,由月球探测卫星、运载火箭运载火箭、发发射场射场、测控和地面应用等五大、测控和地面应用等五大系统组成系统组成的绕月探测工程系统的绕月探测工程系统届时将实现以下五项工程目标:届时将实现以下五项工程目标:研制和发射我国第一个月球探测卫星;研制和发射我国第一个月球探测卫星;初步掌握绕月探测基本技术;初步掌握绕月探测基本技术;首次开展月球科学探测;首次开展月球科学探测;初步构建月球探测航天工程系统;初步构建月球探测航天工程系统;为月球探测后续工程积累经验。为月球探测后续工程积累经验。月球探测三期工程主要包括以下月球探测三期工程主要包括以下5 5个科学目标:
7、个科学目标:1.1.探测区月貌与月质背景的调查与研究探测区月貌与月质背景的调查与研究利用着陆器利用着陆器机器人机器人携带的原位探测分析仪器,携带的原位探测分析仪器,获取探测区形貌信息,实测月表选定区域的矿物获取探测区形貌信息,实测月表选定区域的矿物化学成分和物理特性,分析探测区月质构造背景,化学成分和物理特性,分析探测区月质构造背景,为样品研究提供系统的区域背景资料,并建立起为样品研究提供系统的区域背景资料,并建立起实验室数据与月表就位探测数据之间的联系,深实验室数据与月表就位探测数据之间的联系,深化和扩展月球探测数据的研究。探测区月貌与月化和扩展月球探测数据的研究。探测区月貌与月质背景的调查
8、与研究任务主要内容包括:质背景的调查与研究任务主要内容包括:1 1)探测区的月表形貌探测与月质构造分析;)探测区的月表形貌探测与月质构造分析;2 2)探测区的月壤特性、结构与厚度以及月球)探测区的月壤特性、结构与厚度以及月球岩石层浅部(岩石层浅部(1 13 km 3 km)的结构探测;)的结构探测;3 3)探测区矿物)探测区矿物/化学组成的就位分析。化学组成的就位分析。2.2.月壤和月岩样品的采集并返回地面月壤和月岩样品的采集并返回地面月球表面覆盖了一层月球表面覆盖了一层月壤月壤。月壤。月壤包含了各种月球岩石和矿物碎屑,并记录了月表遭受撞击和太阳活动历史;包含了各种月球岩石和矿物碎屑,并记录了
9、月表遭受撞击和太阳活动历史;月球岩石和矿物是研究月球资源、物质组成与形成演化的主要信息来源。月球岩石和矿物是研究月球资源、物质组成与形成演化的主要信息来源。采集月壤剖面样品和月球岩石样品,对月表资源调查、月球物质组成、月采集月壤剖面样品和月球岩石样品,对月表资源调查、月球物质组成、月球物理研究和月球表面过程及太阳活动历史等方面都具有重要意义。月壤球物理研究和月球表面过程及太阳活动历史等方面都具有重要意义。月壤岩芯明岩样品的采集并返回地面的任务主要内容包括:岩芯明岩样品的采集并返回地面的任务主要内容包括:1 1)在区域形貌和月质学调查的基础上,利用着陆器上的钻孔采样装置)在区域形貌和月质学调查的
10、基础上,利用着陆器上的钻孔采样装置钻取月壤岩芯;钻取月壤岩芯;2 2)利用着陆器上的机械臂采集)利用着陆器上的机械臂采集月岩月岩/月壤月壤样品;样品;3 3)在现场成分分析的基础上,采样装置选择采集月球样品;)在现场成分分析的基础上,采样装置选择采集月球样品;4)4)着陆器和着陆器和月球车月球车都进行选择性采样,月球车可在更多区域选择采集都进行选择性采样,月球车可在更多区域选择采集多类型样品,最后送回多类型样品,最后送回返回舱返回舱。3.月壤与月岩样品的实验室月壤与月岩样品的实验室系统研究系统研究与某些重要资源利用前景的评估与某些重要资源利用前景的评估月壤与月岩样品的实验室系统研究与某些重要资
11、源利用前景的评估任务月壤与月岩样品的实验室系统研究与某些重要资源利用前景的评估任务主要内容包括:主要内容包括:1)对返回地球的月球样品,组织全国各相关领域的实验室进行系统)对返回地球的月球样品,组织全国各相关领域的实验室进行系统研究,如物质成分(研究,如物质成分(岩石岩石、矿物矿物、化学组成、化学组成、微量元素微量元素、同位素同位素与年龄测与年龄测定)、物理性质(定)、物理性质(力学力学、电学电学、光学光学、声学声学、磁学磁学等)、等)、材料科学材料科学、核科核科学学等相关学科的实验室分析研究;等相关学科的实验室分析研究;2)月球蕴含丰富的能源和矿产资源,进行重要资源利用前景的的评)月球蕴含丰
12、富的能源和矿产资源,进行重要资源利用前景的的评估,是人类利用月球资源的前导性工作,可以为月球资源的开发利用以及估,是人类利用月球资源的前导性工作,可以为月球资源的开发利用以及人类未来月球基地建设进行必要的准备;根据月球蕴含资源的特征,测定人类未来月球基地建设进行必要的准备;根据月球蕴含资源的特征,测定月球样品中月球样品中He-3、H、钛铁矿等重要资源的含量,研究其赋存形式;、钛铁矿等重要资源的含量,研究其赋存形式;3)开展)开展He-3等太阳风粒子的吸附机理和等太阳风粒子的吸附机理和钛铁矿钛铁矿富集成矿的成因机理富集成矿的成因机理研究;研究;4)开展)开展He-3、H 等气体资源提取的实验室模
13、拟研究。等气体资源提取的实验室模拟研究。4.4.月壤月壤和月壳的形成与演化研究和月壳的形成与演化研究 月壤的形成是月球表面最重要的月壤的形成是月球表面最重要的过程之一,是研究大时间尺度太阳活动过程之一,是研究大时间尺度太阳活动的窗口。月球演化在的窗口。月球演化在31 31 亿年前基本停止,亿年前基本停止,因此月表岩石和矿物的形成与演化可反因此月表岩石和矿物的形成与演化可反映月壳早期发展历史;月球表面撞击坑映月壳早期发展历史;月球表面撞击坑的大小、分布、密度与年龄记录了小天的大小、分布、密度与年龄记录了小天体撞击月球的完整历史,是对比研究地体撞击月球的完整历史,是对比研究地球早期演化和灾变事件的
14、最佳信息载体。球早期演化和灾变事件的最佳信息载体。5.5.月基空间环境和空间天气探测月基空间环境和空间天气探测太阳活动是诱发空间太阳活动是诱发空间环境环境与空间与空间天气天气变化的主要因素,对人类的变化的主要因素,对人类的航天等活动有重大影响。在月球探测三期工程中空间环境与空间天航天等活动有重大影响。在月球探测三期工程中空间环境与空间天气探测包括以下内容:气探测包括以下内容:1 1)空间环境探测器)空间环境探测器记录记录宇宙线宇宙线、太阳高能粒子和低能粒子的、太阳高能粒子和低能粒子的通量通量和和能谱能谱,分析与研,分析与研究太阳活动和地月空间环境的变化;探测究太阳活动和地月空间环境的变化;探测
15、太阳风太阳风的成分与通量,为的成分与通量,为月壤成熟度和氦月壤成熟度和氦3 3 资源量的估算提供依据。资源量的估算提供依据。2 2)甚低频射电观测)甚低频射电观测在月面安置由两个天线单元组成的甚低频干涉观测阵,长期进行在月面安置由两个天线单元组成的甚低频干涉观测阵,长期进行太阳和行星际空间的成图和时变研究,建立世界上第一个能够观测太阳和行星际空间的成图和时变研究,建立世界上第一个能够观测甚低频甚低频电磁电磁辐射的长久设施。辐射的长久设施。工程方案工程方案中国航天科技工作者早在中国航天科技工作者早在19941994年就进行了探月活动必要性和可行性年就进行了探月活动必要性和可行性研究研究,1996
16、1996年完年完成了探月卫星的成了探月卫星的技术技术方案研究,方案研究,19981998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化化论证论证工作。经过工作。经过1010年的酝酿,最终确定年的酝酿,最终确定中国中国整个探月工程分为整个探月工程分为“绕绕”、“落落”、“回回”3 3个阶段。个阶段。第一步为第一步为“绕绕”,即发射我国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,即发射我国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,实现月球探测卫星绕月飞行,通过遥感探测,获取月球表面实现月球探测卫星绕月飞行,通过遥感探测,获取月球表面三维影像三维影像,探测月
17、球表,探测月球表面有用元素含量和物质类型,探测月壤特性,并在月球探测卫星奔月飞行过程中探面有用元素含量和物质类型,探测月壤特性,并在月球探测卫星奔月飞行过程中探测地月空间环境。第一颗月球探测卫星测地月空间环境。第一颗月球探测卫星“嫦娥一号嫦娥一号”已于已于20072007年年1010月月2424日发射。日发射。第二步为第二步为“落落”,时间定为,时间定为20132013年下半年。即发射月球软着陆器,突破地外天体的年下半年。即发射月球软着陆器,突破地外天体的着陆技术,并携带月球巡视勘察器,进行月球软着陆和自动巡视勘测,探测着陆区着陆技术,并携带月球巡视勘察器,进行月球软着陆和自动巡视勘测,探测着
18、陆区的地形地貌、的地形地貌、地质地质构造、构造、岩石岩石的化学与矿物成分和月表的环境,进行月岩的现场探的化学与矿物成分和月表的环境,进行月岩的现场探测和采样分析,进行日测和采样分析,进行日-地地-月空间环境监测与月基天文观测。具体方案是用安全降月空间环境监测与月基天文观测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分,测定着陆点的热流落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分,测定着陆点的热流和周围环境,进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析,为以后建立月球基和周围环境,进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析,为以后建立月球基地的选址提供月面的化
19、学与物理参数。地的选址提供月面的化学与物理参数。第三步为第三步为“回回”,时间在在,时间在在20142014至至20202020年之间。即发射月球软着陆器,突破自地外年之间。即发射月球软着陆器,突破自地外天体返回地球的技术,进行月球样品自动取样并返回地球,在地球上对取样进行分天体返回地球的技术,进行月球样品自动取样并返回地球,在地球上对取样进行分析研究,深化对析研究,深化对地月系统地月系统的起源和演化的认识。目标是月面巡视勘察与采样返回。的起源和演化的认识。目标是月面巡视勘察与采样返回。工程计划工程计划 绕月探测工程绕月探测工程是我国月球探测的第一期工程,即研制和发射第一颗月球探测卫星。该星将
20、环是我国月球探测的第一期工程,即研制和发射第一颗月球探测卫星。该星将环绕月球运行,并将获得的探测数据资料传回地面。该工程由探月卫星、绕月球运行,并将获得的探测数据资料传回地面。该工程由探月卫星、运载火箭运载火箭、发射场发射场、测、测控和地面应用五大系统组成。现已确定探月卫星主要利用控和地面应用五大系统组成。现已确定探月卫星主要利用“东方红三号东方红三号”卫星平台,卫星平台,运载火箭运载火箭采用采用“长征三号甲长征三号甲”火箭,发射场选用火箭,发射场选用西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心,探测系统利用现有,探测系统利用现有航天测控网航天测控网,地,地面应用系统由面应用系统由中国科学院中国科学院负责
21、开发。负责开发。具体计划是,具体计划是,“长征三号甲长征三号甲”火箭火箭从西昌发射中心起飞,将从西昌发射中心起飞,将“嫦娥一号嫦娥一号”卫星送入卫星送入地球同步转地球同步转移轨道移轨道后实现后实现星箭分离星箭分离,卫星最后进入环绕月球南、,卫星最后进入环绕月球南、北极北极的圆形轨道运行,并对月球进行探测,的圆形轨道运行,并对月球进行探测,轨道距离月面的高度为轨道距离月面的高度为200200公里。公里。设计寿命为设计寿命为1 1年年的的“嫦娥一号嫦娥一号”卫星,携带立体相机、卫星,携带立体相机、成像光谱仪成像光谱仪、激光高度计激光高度计、微波辐射微波辐射计、计、太阳宇宙射线检测器和低能离子探测器
22、等多种科学仪器,对月球进行探测。它在环月飞行执行太阳宇宙射线检测器和低能离子探测器等多种科学仪器,对月球进行探测。它在环月飞行执行任务期间,主要获取月面的三维影像,分析任务期间,主要获取月面的三维影像,分析月面月面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月球土壤厚度,检测地月空间环境。其中前球土壤厚度,检测地月空间环境。其中前3 3项是国外没有进行过的项目,第项是国外没有进行过的项目,第4 4项是我国首次获取项是我国首次获取8 8万公里以外的空间环境参数。此外,万公里以外的空间环境参数。此外,美国美国曾对月球上的曾对月球上的5 5种资源进行探测,我国将探测
23、种资源进行探测,我国将探测1414种,其种,其中重要的目标是月球上的氦中重要的目标是月球上的氦3 3资源。氦资源。氦3 3是一种安全高效而又清洁无污染的重要燃料,据统是一种安全高效而又清洁无污染的重要燃料,据统计,月球上的氦计,月球上的氦3 3可以满足人类可以满足人类1 1万年以上的供电需求。月球土壤中的氦万年以上的供电需求。月球土壤中的氦3 3含量可达含量可达500500万吨。万吨。嫦娥工程是一个完全自主创新的工程,也是我国实施的第一次探月活动。工程自嫦娥工程是一个完全自主创新的工程,也是我国实施的第一次探月活动。工程自20042004年年1 1月立项,月立项,20072007年年1010月
24、月2424日在西昌卫星发射中心成功发射升空。月球探测是一项非常复杂并具高风险的工日在西昌卫星发射中心成功发射升空。月球探测是一项非常复杂并具高风险的工程,到目前为止,人类共发射月球探测器程,到目前为止,人类共发射月球探测器122122次,成功次,成功5959次,成功率为次,成功率为48%48%。中国长征三号甲运。中国长征三号甲运载火箭的成功率为载火箭的成功率为100%100%。嫦娥一号 嫦娥一号的运载火箭长征3A火箭共执行过14次发射任务,成功率百分之百!科学目标 研制中的嫦娥1号月球探测器 中国计划在2007年发射第一颗月球探测卫星,这是中国深空探测的第一步。中国月球探测项目的科学目标为:获
25、取月球表面三维立体影像;分析月球表面有用元素及物质类型的含量和分布;测量月壤厚度和评估氦-3资源量;以及地-月空间环境探测。有效载荷为完成上述科学目标,探月一号卫星将安装五种科学探测有效载荷设备。包括CCD立体相机和干涉成像光谱仪;激光高度计;微波探测仪;/X射线谱仪和空间环境探测系统。为了采集、存储、处理、和传输有效载荷的科学数据,还专门设计了一套有效载荷数据管理系统。CCD立体相机和激光高度计共同完成第一个科学目标,即获取月球表面三维立体影像;干涉成像光谱仪和/X射线谱仪完成第二个科学目标,即分析月球表面有用元素及物质类型的含量和分布;微波探测仪完成第三个科学目标,即测量月壤厚度和评估氦-
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