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由于月球以及月球与地球、太阳的相对关系具有其固有的特点,"嫦娥一号"卫星与一般的地球卫星有很大不同,研制并发射月球探测卫星要解决轨道设计,制导、导航与控制,包括对月姿态、测控与数据传输、星上热控和电源分系统设计等关键技术,这些问题也在要求的时间内高质量地得到解决。
地面应用系统包括月球探测卫星运行管理中心、数据接收中心以及科学数据处理和研究中心三个部分,按照总体技术要求也在稳步进行工程建设、设备研制以及各项准备工作。
根据国外探月走过的道路,美国、欧空局、俄罗斯和日本等国家在以前探月过程中从未使用过可以全天候、全天时工作和具有一定穿透能力的微波遥感技术,而我国的"嫦娥一号"则使用了微波探测仪,这将是世界上首次在探月卫星上装载微波遥感装置,一旦成功应用将可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。不过,由于月球远离地球,对月球进行微波遥感探测有很大的技术难度和一定的风险。为确保探测成功和能稳定地发回数据,专家们制定了相应的可靠性方案加强对月球微波遥感的地面仿真研究,在借鉴以往经验的基础上进行技术改进,以确保成功。
"嫦娥一号"发射时间的选择要考虑到光照、太阳入射角、测控条件和轨道限制等因素。发射后,卫星将用8~9天时间完成调相轨道段、地-月转移轨道段和环月轨道段飞行。在经过发射、飞行和进入预定轨道等程序后,如何将探测数据传回地面,是工程的技术难题。通俗讲,该工程有三大目标,即"到得了"、"转得起"和"传得到"。"嫦娥一号"从起飞到进入目标轨道将多次经过中国上空。如地理位置和天气条件允许,人们有可能用肉眼观测到现代"嫦娥奔月"的情景。
要实现工程的技术领先,就必须要有所创新。在科学研究的征程上,每一个微小的创新都有可能带来连锁性的技术难点。孙家栋组织技术人员反复分析论证,下决心要攻克工程目标中出现的技术难点。中国航天人正在克服困难、攻克难关,正在坚定地按照自己的步伐向国际航天新时代迈进。
我国探月工程的实施,实现了高起点、有特色、有创新的设计目标,为开展航天国际合作搭建了新的平台,必将有力地推动我国航天领域的国际合作。在世界掀起新一轮月球探测高潮之际,探月的跨国界合作与交流,为我国在这一领域开展国际合作提供了广阔前景。我国可以利用这一平台开展多层次、多渠道的国际合作,加快我国空间科学和空间技术的发展。
三、人类登月的艰辛历程
孙家栋在研究月球的同时,不仅自己安排了大量时间了解国外登月的事例,而且多次向大家提出要多了解一些国外发展的动向,要求相关技术人员深入分析国外在探月、登月方面的成功经验和失败教训,通过对国外情况的了解增加自我的感性认识。
我国虽然是世界上最早对月球的运行进行科学观测和记录的国家之一,但现在已经远远落后于发达国家。根据从河南安阳出土的文物记载,在公元前14世纪,中国殷朝甲骨文中已有日食和月食的常规记录。明代以前,中国对日月运行的观测、研究和认识达到了很高的水平,发明了一系列精巧的天文观测仪器,以日月运行规律为基础编制出来的历法,曾经一直领先于世界水平。明代中叶以后,欧洲科技的发展突飞猛进,对月球的科学认知水平很快就有了超越,从对月的远距离观测逐步走向全面的科学探索。
国外登月历程虽然有许多趣闻逸事,但更多的是艰辛与不幸。
人类对月球的探测始于20世纪50年代末。当时美苏两个航天大国出于争夺空间的霸权目的,展开了以月球探测为核心的空间竞赛。
1961年5月,美国宣布"在60年代结束之前人类将登上月球,而且要让上去月球的人平安返回地面",为了完成"阿波罗"登月计划,在18年时间内,美国耗用资金高达250亿美元,先后参加登月计划的人员多达400余万人,其中仅工程技术专家就有1200余名,参加研制的有2万多家工厂、100多所大学。
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