月球探测进展与我国的探月行动(下)

月球探测是中国的航天事业在卫星应用和载人航天取得历史性成就的基础上向深空探测领域迈出的第一步.本文详细回顾了人类探测月球的历程与探测成果、21世纪初月球探测的发展趋势与前景;介绍了我国月球探测的发展战略和各阶段科学目标,尤其是正在实施的"嫦娥一号"绕月探测工程的科学目标.     

月球探测进展与我国的探月行动(上)

月球探测是中国的航天事业在卫星应用和载人航天取得历史性成就的基础上向深空探测领域迈出的第一步.本文详细回顾了人类探测月球的历程与探测成果、21世纪初月球探测的发展趋势与前景;介绍了我国月球探测的发展战略和各阶段科学目标,尤其是正在实施的"嫦娥一号"绕月探测工程的科学目标.(编者按:由于本文篇幅较长,故分两次刊发)     

月球,对谁更重要——展望人类进军月球前景

日本与中国接踵发射探月卫星,大有夺标竞赛之势。还有在一旁默默暗使劲的美国和印度等国家。作为距离地球最近的天体——月球,近来一下成为人们关注的焦点。各国探月计划相继实施,用不了20年,沉寂的月球就会不断迎来人类的造访。到底是什么使人类突然认识到月球的价值?难道仅仅是能源吗?     

“嫦娥三号”月球探测器的轨道确定和月面定位

我国探月工程二期"嫦娥三号"月球探测器(CE-3)在月球正面虹湾以东地区登陆,这是我国首次在地球以外的天体成功实施软着陆.CE-3采用X频段测距测速联合VLBI测量技术进行定轨定位工作,其中VLBI采用了ΔDOR测量技术,测量精度较CE-1/CE-2任务有很大提高.本文评估了CE-3地月转移段、环月段和动力落月段的定轨精度,分析了着陆器定位以及巡视器相对定位精度.分析结果表明环月100 km×100 km和100 km×15 km轨道确定精度分别约为20和30 m,精度比CE-2提高约50%,与同时期国外月球探测定轨精度相当.CE-3新增了动力落月段和月面工作段的定轨定位工作,本文利用运动学统计定轨方法确定了CE-3动力落月轨迹,综合分析落月轨迹确定精度优于100 m.利用统计定位方法确定了着陆器的在月固系的位置,以及巡视器相对于着陆器的相对位置,着陆器定位结果和LRO图像数据差异小于50 m,差分群时延数据巡视器相对定位精度在百米量级,而利用高精度的差分相时延数据,结合一定的数据处理策略,可以得到精度在米级的着陆器和巡视器相对定位结果.     

中国的月震探测

月球不但具有独特的天然环境,如月球表面具有高真空、无磁场、弱重力和高洁净的环境,而且蕴藏着大量的有用元素,如月壤中的氦3、月海玄武岩中的钛铁矿,以及月陆区克里普岩中的铀、钾、磷和稀土元素等,这些特定环境条件和丰富的资源具有广泛的应用前景.随着地球资源逐渐匮乏,开发月球资源已成为人类共同的愿望.     

寻找月球上的水

猜一猜,什么地方有海却没有水？答案当然是月球。从风暴洋再到虹湾（形状非常像地球上雨后弯弯的彩虹）,月球上到处都是和水有关的地名。除此之外,月球表面和水却再无瓜葛——这些由40亿年前陨星轰击而成的熔岩平原比地球上最干燥的沙漠还要干燥。但也许这个谜语的答案并不是十分准确,在我们的近邻月球上,可能还存在着一些足以维持永久人类月球基地的水或者冰。     

嫦娥四号讲述的月球“土壤”故事

嫦娥四号首次实现在月球背面的着陆,从而开启月球探测的新篇章。着陆区位于月球上最大、最古老的撞击盆地,即南极艾肯盆地,那里隐藏着月球深部物质组成以及早期撞击历史等秘密。该地区经历了约36亿年的小行星撞击粉碎和太阳风的注入,表面形成10多米厚的一层月球土壤(月壤)。月球车"玉兔二号"行走在月壤上,利用携带的立体相机沿途摄取高精度的立体照片,通过向下发射雷达电波探测出月壤的厚度和更深处的撞击坑溅射石块、溢出的熔岩流等,还利用光谱仪测定了月壤和石块的成分。这些信息解开了着陆区的小行星撞击历史,并且得到月球深部的物质组成。     

月球巨撞击起源的最新模拟

月球的起源与地球有密切关系。自1880年提出月球是从地球分裂出去的假说以来,科学家们提出了多种假说。近30多年来流行的是巨撞击假说,认为有颗称为忒伊亚(Theia)的星体撞击原地球,抛出的物质很快聚集形成地球的卫星——月球。行星形成过程的观测和理论研究确信地球吸积晚期经历过巨撞击,而月球的探测资料提供其起源的约束,计算机模拟方法的发展可以量化地跟踪撞击演变过程,得到符合约束的合理情况的可能范围。介绍三种最新的最佳模拟及其结果,虽然有所不同,但在很多关键问题上取得了重要进展,并得到一些普遍的结论。解决了地球和月球起源的基本问题,但还需要进一步研究遗留的或可能提出的新问题。     

月球巨撞击起源的最新模拟

月球的起源与地球有密切关系。自1880年提出月球是从地球分裂出去的假说以来,科学家们提出了多种假说。近30多年来流行的是巨撞击假说,认为有颗称为忒伊亚(Theia)的星体撞击原地球,抛出的物质很快聚集形成地球的卫星--月球。行星形成过程的观测和理论研究确信地球吸积晚期经历过巨撞击,而月球的探测资料提供其起源的约束,计算机模拟方法的发展可以量化地跟踪撞击演变过程,得到符合约束的合理情况的可能范围。介绍三种最新的最佳模拟及其结果,虽然有所不同,但在很多关键问题上取得了重要进展,并得到一些普遍的结论。解决了地球和月球起源的基本问题,但还需要进一步研究遗留的或可能提出的新问题。     

悲壮的探月之旅——撞月探测的奥秘

2012年2月6日．中国国家国防科技工业局发布了嫦娥二号月球探测器获得的7米分辨率全月球图像图。制作完成的7米分辨率全月球分幅图像图共746幅。中国探月工程又取得一项重大科研成果。不仅仅是中国,美国、俄罗斯近年来也频频地向月球输送“探索者”们,其中有相当一部分为了探寻月球的奥秘而“牺牲”。静寂了20多年的探月活动再次掀起热潮。     

运动学统计定位方法应用于月球着陆器的精密定位

针对月球探测中的着陆器定位问题,提出了运动学统计定位方法.利用一段时间内的测量数据,结合月球运动相关信息,将测量数据进行综合平差处理,获得着陆器在月固系中的位置.误差分析表明,测量误差是影响定位精度的主要误差源.利用中国科学院上海天文台自主研发的深空探测定轨定位软件包进行了仿真精度分析,分析了月面数字高程模型(DEM)在着陆器定位中的应用.结果表明,联合测距测速和VLBI数据,单历元的定位精度在百米级,10min弧长的统计定位精度可达米级.在着陆器定位解算过程中,利用月面数字高程模型提供的高程信息作为约束可以降低参数之间的相关性并提高解算精度,固定高程后数分钟单站测距测速定位精度优于1km.在定位过程中还可以直接应用月面数字高程模型,只解算经纬度2个参数,有助于在数据比较少的情况下提高定位精度,利用全球月球数字高程模型ULCN2005对该方法进行了验证,考虑到虹湾地区在CE-1和CE-2任务期间进行了加强观测,局部模型分辨率和精度较高,该方法可以在CE-3任务中重点考虑.     

人类探月的“水情结”

最近几年是人类探月的丰收年,因为在这几年里,来自多方的研究和探索都证实了月球是一个有水的星球,这是科学家们殷切期待的结果,也是现代天文学的一项重大成果。几十年来,科学家们一直期盼在月球上找到水,＂找水＂成了人类探月的挥之不去的＂情结＂。     

人类的探月之路

人类对月球的科学探测和研究始于20世纪50年代。1957年,苏联发射第一颗人造卫星,并于1961年把宇航员加加林送上近地轨道。之后,人类便开始闯入太空并着手探测月球。     

月球,掀起你的盖头来

<正>自古以来,人们对月亮充满向往。随着各国探月工程的逐渐深入,人类对月球的了解也在逐步加深。2014年以来,科学家们陆续发布了最新的研究成果,为解开月球的身世之谜提出了新的设想和证据。月球研究的过去式月球是人类的精神家园,是未来能源物质宝藏,是宇宙航行的中继站。月球是地球唯一的天然卫星。月球的起源似乎是谜一样的存在。100多年来,世界各国的科学家提出了许多富有创意的观点。在当时,这些观点曾引起了轩然大波。     

中国月球车的探月之梦

即使过去登月成功过或者离登月成功只有一步之遥的国家，现在也很难奢谈在几年内重返月球。与美国、俄罗斯慎言登月相比，我国的航天工程师和科学家们可说是“慎之又慎”。     

基于"嫦娥一号"的月表形貌特征分析与自动提取

利用"嫦娥一号"CCD相机获得的遥感影像及其经三线阵数字摄影测量处理后的DEM数据(空间分辨率为500 m)进行了月表形貌特征分析.结果表明:月球的平均高程为-742 m,最大高程点和最小高程点均位于月球的背面,其中前者位于Engel'gardt撞击坑东缘,后者位于Minkowski撞击坑的次级撞击坑内;月球表面相对平...     

基于月表面赤道区域实时辐射亮度温度的风云4号毫米波热辐射定标

中国计划发射的地球同步卫星风云4号微波星(FY-4M)将搭载多通道的毫米波辐射计.工作频率从50～430 GHz,能实现区域高频重访气象观测,极大地提高了天气变化的监测与预报能力.在轨辐射定标是FY-4M辐射数据定量化应用的关键因素,由于月球表面物理与化学性质长期稳定,没有大气层等环境变化的影响,是FY-4M毫米波辐射计一个理想的定标源.本研究提出根据实时的日下点位置和日地距离,建立实时的太阳辐射强度模型;依据由克莱门汀750 nm数据得到月表面太阳反射率,以及月壤热物理参数廓线分布,求解一维热传导方程,推算月壤层物理温度廓线;用嫦娥2号37 GHz微波辐射亮度温度拟合,得到月表面正切损耗参数;用起伏逸散定理,计算FY-4M各毫米波频段的月表面辐射亮度温度.以此,给出月球赤道中心区域(0°N, 0°E)的表面物理温度和毫米波辐射亮度温度在2010年间随时间变化的关系,也比较了近日点和远日点附近月表面毫米波辐射亮度温度的差别.本研究提出的月表面实时毫米波辐射模型,可用于FY-4M毫米波辐射计数据的定标研究与应用.     

加强执法规范化建设,发挥火灾技术调查的作用

火灾事故直接关系到每个人的切身利益,加强火灾事故调查工作有着十分重要的意义.文章分析了当前火灾事故调查工作存在的问题,并提出了完善和强化火灾事故调查工作的措施.