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八种探测仪器
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长征三号甲火箭结构
本报讯 绕月探测工程卫星系统副总设计师孙泽洲介绍，“嫦娥一号”卫星是一个两米多长的立方体，外形与东方红三号卫星相似。
卫星两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米。它的起飞重量为2350kg，设计寿命为一年。和神舟六号飞船的重量、体积相比，“嫦娥一号”要小一号。
“嫦娥一号”上面搭载了八种探测仪器共24件设备，包括独创CCD立体相机、伽马/X射线谱仪、微波探测仪等等，这些设备在中国都属首次使用，有的是世界首创。
为了防止在以往的探测中，经常会出现某个探测设备突然失灵，绕月探测工程卫星系统副总设计师孙辉先透露，这次探测当中使用的8种探测设备都是由我国科技人员自行设计和研制的。有效载荷的八种探测仪器共24件设备均有备份。八种探测仪器中的任何一台失效，只会影响这一台设备的探测结果而不会影响其他设备。
他同时表示，任何一台探测仪器的损坏只会影响我们实现科学目标的程度，而不会导致整个探测任务的失败。因为每一个科学目标都可能有两种或者三种设备来完成，月壤厚度探测是由微波探测器一种设备完成，而这个设备中有四个不同的波段，任何一个波段的失效其他三个波段仍然可以完成科学目标。
1“卫星系统”
8类仪器司职探测
卫星平台为东方红三号，能完成多次变轨任务
“嫦娥一号”根据探测任务的要求分为卫星平台和有效载荷两大部分。基本平台选用“东方红”三号卫星平台，但是又根据月球探测任务需要进行了技术改进。选用“东方红”三号卫星平台主要是由于它的高度可靠性，并能够较快地完成多次变轨任务。
嫦娥一号选用的有效载荷有8类仪器，包括CCD立体相机、激光高度计、干涉成像光谱仪、伽马射线谱仪、X射线谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器和低能离子探测器等。这8类仪器全部承担了嫦娥一号的4大探测任务。
专用相机拍摄全月面影像
CCD相机和激光高度计共同承担月球表面三维影像探测任务。其中CCD立体相机是拍摄全月面三维影像的专用相机，在中国属首次使用。激光高度计用于探测月球海拔高度，这些数值与CCD立体相机拍摄的平面图像相叠加，就是一幅完整而精确的月面三维地形图。只要激光高度计发射的探测点足够密，就能获得覆盖整个月球的地形图，包括人类探月活动从未涉及的月球两极区域。
干涉成像光谱仪、伽玛/X射线谱仪共同承担月表化学元素与物质探测任务。干涉成像光谱仪用于获取月面光波图谱；伽马/X射线谱仪用于探测月球表面元素，两种仪器所获得的数据结合起来，就可以绘制各元素的全月球分布图，月球岩石、矿物和地质学专题图等，发现各元素在月表的富集区，评估月球矿产资源的开发利用前景等。
微波探测仪首次探月
微波探测仪承担月壤厚度探测任务。这次“嫦娥一号”身上携带的微波探测仪是世界上首次在探月卫星上装载微波遥感装置，用以实现对月面更为细致深入的探测，并将对所发回的数据进行反演和解析。微波探测仪除用于获取月壤厚度信息外，还能给出月球背面的亮度温度图和月球两极地面的信息。
太阳高能粒子探测器和低能离子探测器则是进行地月空间环境探测。太阳高能粒子探测器负责捕获太阳宇宙线高能粒子如质子、重离子和电子等；而低能离子探测器则负责捕获太阳风中的低能离子体，并以此为基础研究地月空间环境。它们共同研究太阳风和月球的相互作用，深入认识空间物理现象对地球空间以及对月球空间的影响。
2“火箭系统”
“金牌火箭”运送嫦娥
此前共发射14次，成功率百分之百
根据设计，“嫦娥一号”的运行轨道近地点为200千米，远地点为51000千米，属于大椭圆轨道。只有先期精准地将“嫦娥一号”送入预定轨道，才能准确完成以后的出使任务，因此，任务的艰巨性决定了需要用优秀的运载火箭。
“长征三号甲”运载火箭是中国历时8年自行研制的三级大型液体运载火箭。中国科学院院士、中国运载火箭技术研究院专家余梦伦透露，实际上“长征三号乙”的运载能量还要大。之所以最后选中长征三号甲，主要是因为长征三号甲火箭自1994年第一次发射至今，共发射了14次，成功率是百分之百。所以它是到目前为止最可靠的运载火箭。
“长征三号甲”身长52.52米，一、二级直径3.35米，三级直径3米，整流罩直径3.35米。火箭起飞质量约242吨，起飞推力2962千牛。火箭一、二级采用常规推进剂四氧化二氮/偏二甲肼，三级采用低温推进剂液氧/液氢。火箭一级装有四台并联的液体火箭发动机，单台海平面推力为75吨，每台都可在伺服机构带动下做切向摇摆，以实现对火箭飞行姿态的控制。二级发动机由一台主机(推力75吨)和带四个小喷管的游动发动机(推力为4.8吨)组成，游动发动机喷管可做单向摇摆，以实现对箭体飞行姿态的控制。三级则采用新研制的氢氧发动机，具有真空二次启动能力，由两台独立的单管发动机并联而成，每台推力8吨，可在伺服机构带动下双向摇摆，实现对三级箭体飞行姿态的控制。
同时，“长征三号甲”运载火箭还拥有更灵活先进的控制系统。可在星箭分离前对有效载荷进行大姿态调姿定向，并提供可调整的卫星起旋速率，具有很强的适应性。它主要用于发射地球同步轨道有效载荷，同时兼顾低轨道和太阳同步轨道等其他轨道有效载荷的发射，也可进行一箭双星或多星发射。
当然，为了适应“嫦娥一号”的探月特殊使命，“长征三号甲”火箭还在控制系统中增加了单机和线路备份，以确保在飞行过程中不出现任何偏差，万无一失。
3“测控系统”
巨网测控远程“导航”
嫦娥一号卫星的测控系统将以我国S频段航天测控网为主，辅以中国科学院的甚长基线干涉天文测量系统(VLBI)，并通过国际联网增加覆盖时段，负责运载火箭发射和卫星整个飞行任务期间的轨道测量、遥测监视、遥控操作、飞行控制以及卫星探测计划的实施与操作管理等任务，并通过高精度的测定轨，为地面应用系统处理科学数据提供轨道数据保障。
届时，将有4个天线交叉干涉，对近40万千米远的嫦娥一号进行测控，让远行的“嫦娥一号”听故乡的声音，感受亲人的深情。
4“地面应用系统”
应用系统“心中有数”
绕月探测工程地面应用系统总部设在国家天文台，核心任务是进行数据接收和处理，并最终完成绕月探测工程既定科学目标所规定的任务。
从目前情况看，设在北京密云和云南昆明的两个地面站能够把嫦娥一号卫星发回来的数据完全接收下来。另外可以对星上有效载荷的工作状态进行实时的监视。
据了解，嫦娥一号卫星探测数据经地面站传回来以后，地面应用系统将开展科学数据的存储、归档、备份、授权发布。还将把科学数据处理成科学家及一般公众能够看得懂的“产品”。
5“发射场系统”
“嫦娥奔月”始于西昌
西昌卫星发射中心经过20年的建设，已成为世界一流航天发射场，将在我国“嫦娥工程”中承担重任，负责发射第一颗月球探测卫星。
西昌卫星发射中心主要承担发射试验任务的组织指挥，卫星测试的技术勤务保障，星箭卸车(机)，转载转运，吊装对接，火箭测试、加注及发射，火箭一、二级飞行段的测量控制，为发射任务提供通信、气象和其他技术勤务保障。
花絮
“嫦娥”将在太空播放经典曲目
“嫦娥一号”即将升空，与之一同奔月的，还有其搭载的《谁不说俺家乡好》、《爱我中华》、《梁山伯与祝英台》、《二泉映月》等30首经典曲目。“嫦娥一号”将在到达绕月轨道后，于距地球38万公里以外的太空向地球播放这一组歌曲。届时，每位中国人将能通过收音机、电视机以及互联网收听到这些来自太空的中国天籁之音。
此外，国歌《义勇军进行曲》和搭载我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在太空奏响的乐曲《东方红》，因其特殊地位，也将另行安排在“嫦娥一号”卫星上播放。
综合本报记者鲍颖新华社等媒体报道
责编：赵旋璇
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