今年是嫦娥一号探测器登月10周年,据新华社近日的消息,我国将于今年择机发射嫦娥五号月球探测器,它将着陆在月球正面的吕姆克山脉,开展相应的科学研究。从嫦娥一号到嫦娥五号,中国人的“奔月”梦想一步步深入,关于月球探测器的运行轨道,你了解多少?这其中又有什么科学考量?让我们通过一篇小文了解一下。
近年来,我国空间探测发展加快了步伐,不断刷新探索宇宙深空的“中国高度”,并计划在2020年探测火星。为了让大家更多地了解我国空间探测方面的成就,下面我们先来了解下嫦娥轨道设计相关的问题。
嫦娥一号卫星于2007年10月24日被长征三号运载火箭送入近地点高度200km,远地点高度51000km的轨道上,轨道周期为15.81h。其主要科学目标是获取月球表面的三维影像,分析月球表面的有用元素及物质类型的含量和分布,探测月壤的厚度,探测地月空间环境,其整个飞行过程可分为三个轨道段:环绕地球飞行轨道段(又称调相轨道段)、地月转移轨道段、环绕月球飞行轨道段。
嫦娥一号发射时,卫星并非直接通过加速进入地月转移轨道段,而是要绕着地球进行三次轨道机动。第一次在近地点点火,将近地点高度抬高到600km,这时轨道周期变为16h,在16h周期轨道上运动三圈后,卫星再在近地点第二次点火变轨,将轨道周期变为24h,在此轨道上运行一圈至三圈后,再次到达近地点,卫星进行第三次点火变轨,将轨道周期变为48h。
卫星绕着地球进行三次变轨,被称为调相轨道。卫星在调相轨道运行结束到达最后一个近地点时再作一次大的轨道机动,使卫星进入地月转移轨道。随后卫星将沿着这条转移轨道飞向月球,飞行114h后到达近月点。为了使其变为绕月飞行的月球卫星,还需在近月点作三次减速机动,机动后的轨道周期相继是12h、315h和127min。
大家也许纳闷嫦娥一号为什么不一口气从地球飞向月球去,而是要绕这些“弯弯绕”呢。关于嫦娥一号以及嫦娥二号、三号,想必你一定有许多疑问,别急,我们一个一个解答。