國際月球探測新計(jì)劃概述

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1、國際月球探測新計(jì)劃概述盧波（中國空間技術(shù)研究院五一二所北京100086）摘要：綜述了世界各主要航天國家的月球探測計(jì)劃，分析了其各自的特點(diǎn)，對我國未來深空探測的發(fā)展提出了建議。關(guān)鍵詞：月球探測空間探測計(jì)劃1.美國1.1美國未來月球探測發(fā)展規(guī)劃NASA在2005年9月正式宣布了“2018年載人重返月球計(jì)劃”，將制造新一代宇宙飛船——“乘員探索飛行器”（CEV），使美國宇航員于2018年重返月球，開始建造月球基地。為此，NASA確定了“月球試驗(yàn)臺及任務(wù)”（LunarTestbedsandMissions），以2008年的機(jī)器人月球探測任務(wù)為開始。1.2“機(jī)器人月球探測計(jì)劃

2、”NASA“月球機(jī)器人探測計(jì)劃”的工程目標(biāo)是工程技術(shù)試驗(yàn)和新技術(shù)驗(yàn)證，即驗(yàn)證那些載人火星飛行要用到的技術(shù)，包括載人飛船進(jìn)入火星大氣層技術(shù)、進(jìn)入火星軌道減速技術(shù)、新型軌道交會(huì)技術(shù)、機(jī)器人航天器交會(huì)對接技術(shù)、精確著陸技術(shù)等。從2008?2011年，NASA將向月球表面發(fā)射一系列的無人探測器和著陸機(jī)器人，進(jìn)行先期研究，以便為未來的載人登月做準(zhǔn)備?！皺C(jī)器人月球探測計(jì)劃”是NASA空間探索新計(jì)劃的關(guān)鍵單元。第一次任務(wù)為2008年發(fā)射的“月球勘察軌道器”（LRO）。1.2.1“月球勘察軌道器”（LRO）“月球勘測軌道器”（LunarReconnaissanceOrbiter，L

3、RO）將于2008年10月發(fā)射，主要任務(wù)是搜尋適合進(jìn)行“原地資源利用”（ISRU）的著陸點(diǎn)。LRO還攜帶有輔助航天器——“月球環(huán)形山觀測與感知衛(wèi)星”（LCROSS），其任務(wù)是尋找月球南極的水和未來月球前哨站航天員可用的其他原料物質(zhì)。LCROSS將向月球極區(qū)的凹坑釋放一個(gè)重2000kg的撞擊器，激起的月球表面噴出物可由月球軌道器和地基設(shè)施觀測到，從而獲得水的特性等有關(guān)數(shù)據(jù)。LCROSS將利用發(fā)射LRO的火箭的“半人馬座”（Centaur）上面級提供動(dòng)力進(jìn)行撞擊。在半人馬座撞擊月球后，“適配器”航天器穿越過因撞擊激起的月面噴出物羽煙，以高分辨率對噴出物和撞擊坑進(jìn)行觀測。

4、隨后，“適配器”航天器也成為撞擊器，在距離半人馬座的撞擊點(diǎn)數(shù)千米處進(jìn)行月球撞擊，從而獲得月面凹坑不同撞擊點(diǎn)可能不同的氫特性數(shù)據(jù)。在完成撞擊前，LCROSS將連續(xù)向地面發(fā)回觀測數(shù)據(jù)。81.3NASA2011年發(fā)射的2項(xiàng)月球科學(xué)任務(wù)1.3.1“月球大氣和塵埃環(huán)境探測器”（LADEE）2011年NASA還將發(fā)射“月球大氣和塵埃環(huán)境探測器”（LADEE），它將和GRAIL一起由Delta-Ⅱ火箭發(fā)射。LADEE是NASA的“機(jī)器人月球探測計(jì)劃”任務(wù)。任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)是在月球軌道探測月球大氣和塵埃特性。除科學(xué)目標(biāo)外，該任務(wù)還將試驗(yàn)一個(gè)新型航天器結(jié)構(gòu)“模塊化公用平臺”（MCB），

5、是NASA為月球軌道、著陸及其他深空任務(wù)開發(fā)的“靈活、低成本、快速裝配”模塊，以降低未來空間科學(xué)任務(wù)的成本。1.3.2月球“引力圖獲取及內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室”（GRAIL）2011年NASA還將發(fā)射“引力圖獲取及內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室”（GRAIL），任務(wù)由2顆衛(wèi)星組成，在月球軌道一前一后圍繞月球運(yùn)行。該任務(wù)將通過高質(zhì)量的月球引力測繪，來確定月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該任務(wù)是NASA通過競爭選定的“發(fā)現(xiàn)計(jì)劃”月球科學(xué)任務(wù)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于高的科學(xué)價(jià)值和低的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)合，任務(wù)總成本3.75億美元，由JPL管理。2.俄羅斯2.1俄羅斯月球探測發(fā)展規(guī)劃在美國宣布“太空探索新構(gòu)想”后，俄羅斯齊奧爾科夫斯基宇航

6、科學(xué)院在《2005-2035年俄羅斯航天活動(dòng)的構(gòu)想及優(yōu)先發(fā)展方向》的報(bào)告中將月球、日地關(guān)系、行星探測研究列為俄航天活動(dòng)首要發(fā)展方向之一。2005年10月，俄聯(lián)邦政府批準(zhǔn)了《俄聯(lián)邦2006-2015年航天規(guī)劃》，月球和火星探測活動(dòng)已列入這一計(jì)劃中。2.1.1俄羅斯2006年公布了“月球-水珠”（Luna-Glob）月球探測計(jì)劃俄羅斯計(jì)劃于2012年發(fā)射“月球-水珠”探測器，將采用俄羅斯的聯(lián)盟火箭發(fā)射，或用附加有上面級的聯(lián)盟火箭的Molniya型?！霸虑?水珠”的任務(wù)目標(biāo)是擴(kuò)大關(guān)于月球水冰理論的支持?jǐn)?shù)據(jù)，因?yàn)樗鶎ξ磥淼妮d人月球任務(wù)至關(guān)重要?！霸虑?水珠”項(xiàng)目包括有月球

7、軌道器和著陸器的配置，它將攜帶3類不同月球表面系統(tǒng)，包括10個(gè)高速穿測器（HSP）、2個(gè)低速穿測器/著陸器（PL）和極區(qū)（觀測）站（PS）。每個(gè)高速穿測器（HPS）都將裝備簡單的月震儀。多個(gè)穿測器將形成一個(gè)小口徑月震測量陣，能夠探測由地球每月引力牽引造成的月震的特殊性。該月震形成理論是由莫斯科的地球物理研究所提出的。每個(gè)HSP相隔1.6～3.2km著陸在月面，構(gòu)成了月震測量網(wǎng)。俄羅斯提出的“月球-水珠”方案充分顯現(xiàn)了俄的月球探測的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)實(shí)力。據(jù)國際航天評論家的分析，如有充分的經(jīng)費(fèi)支持，俄羅斯月球探測活動(dòng)將很快恢復(fù)。93.歐洲3.1歐洲航天局（ESA）在過去2