专心嫦娥? “月女神”升空探月

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千呼万唤

日本资源十分贫乏，所以一直对探月很感兴趣，急欲在月球开发方面占有一席之地，以期早日挖掘那里的资源。1990年1月24日，日本率先打破了美苏的垄断，用M-3S2-5火箭成功发射了“飞天”号(Hiten，又叫“缪斯”A)月球探测器，成为继美苏之后第三个发射月球探测器的国家。此后，日本又开始研制新型月球探测器，最终目标是建造月球基地。但由于技术和资金等方面的原因，其新型月球探测器“月球”A和“月女神”探测器的发射一再推迟。现在，日本“月女神”终于升空了，不过，其“月球”A计划已中途夭折。

“月女神”探月计划始于1999年，当时受到美国“阿波罗”登月计划的启发，还有宇宙发展的需要，日本的科学家和天文学家暗自综合了当时最新的开发技术，尝试开发出最先进的新型月球探测器。经过多年的努力，“月女神”的研制终于在2006年10月中旬进入最后调试阶段，但比预定时间延后了4年。

日本对“月女神”的基本设计花了2年时间，此后，2001年开始进入详细设计阶段。从2003年开始经过4年的维持设计和制造，才在2006年10月中旬接近尾声。该月球探测器原定于8月16日发射，但因“月女神”上的2个电容器正负两极安装颠倒了，需要用一个月时间更换，所以延期升空。

一主二仆

在科学方面，“月女神”探测器将探索月球和地球的起源、观测月球的大气环境等。在工程方面，还将试验探测器进八月球轨道和姿态与轨道控制技术，所得数据将用于研究未来月球利用和载人探测的可能性。

“月女神”由主卫星(也称主轨道探测器)和两颗大小一样的子卫星(也称子轨道探测器)组成。这两颗子卫星是干涉测量子卫星和中继子卫星。其中主卫星将观测月球的表面元素和矿物分布、表面和亚表面结构、重力场、剩余磁场以及高能粒子和等离子体环境。干涉测量子卫星主要负责测量月球的精确位置和运行轨迹以测量月球重力场。中继子卫星主要用于保障主卫星与地面的通信，并中继主卫星和地面站之间的多普勒测距信号，在世界上首次直接测量月球背面的重力场。

“月女神”的具体发射程序是：发射后“月女神”先进入近地点281千米，远地点232805千米，倾角30.4°的地球大椭圆停泊轨道。发射后第15天，“月女神”探测器点火进入地一月转移轨道，途中该探测器进行2次轨道修正，以保证精确进入环月轨道。发射后第20天，“月女神”进入一个近月点120千米，远月点1.3万千米，倾角为90°的初始环月轨道。发射后第24天，“月女神”将减速下降，使近月点降为100千米，远月点高度降为2400千米，并释放中继子卫星。发射后第28天，“月女神”将再次减速下降，使远月点高度降为800千米，近月点高度不变，并释放干涉测量子卫星。发射后第37天，安装有大部分科学有效载荷的“月女神”主卫星调整运行至距月球100千米的圆形极月轨道上，探测任务为1年。

“月女神”主卫星采用三轴稳定姿态控制方式，分上下两个舱，上舱顶面并排安装了2颗子卫星。其质量是3吨，干重为1.7吨，其中推进剂重795千克。它采用2.1米×2.1米×4.8米的箱形结构，其中一个侧面装有面积为22米2的单个太阳电池翼，可提供3.5千瓦的功率，向4个50伏、35安时容量的蓄电池供电。星上1.3米的S和X频段高增益天线安装在与太阳电池翼成90°的另一个侧面上，用于与地球收发数据，其中X频段下行数据率为10兆比特／秒，S频段下行数据率为40千比特／秒或2千比特／秒。星上数据容量为10吉。地面接收采用X频段60米圆盘天线，指令上行采用4个S频段全向天线，数据率1千比特／秒。主卫星上与该侧面相对的一侧对着月球，并将展开月球雷达探测仪的天线。进入环月的工作轨道后，顶部还将伸出磁强计伸杆。

主卫星热控制采用辐射器、百叶窗和加热器。主推进装置采用推力为500牛的双组元发动机。姿态和轨道控制采用三轴稳定方式，装有4个太阳敏感器、2个惯性测量单元、2个星跟踪器、4个反作用轮以及推力器，轨道保持和偏航／俯仰姿态控制采用12个推力为20牛的双组元推力器，滚动姿态控制由8个推力为1牛单组元推力器完成。

干涉测量子卫星为1米×1米×0.65米的八角柱形结构，重50千克，柱的顶部中央安装有双极天线。它采用自旋稳定、8个侧面贴装了70瓦的体装式硅太阳电池阵。其与中继子卫星配合能精确测量离月面较近处(800千米以下)的月球重力场，从而探测到土壤下面是否有大块物质存在。通过测量重力场的分布，可获得月球演变的信息。

中继子卫星的外形与干涉测量子卫星一样，主要负责转发主卫星与地球站之间的通信信号，同时也采用甚长基线干涉观测的原理测量离月面较远处(2400千米以下)的月球重力场。

14台仪器各显神通

“月女神”探测器共携带以下科学仪器，其中主卫星上有X射线光谱仪、γ射线光谱仪、光谱轮廓仪、多谱段成像器、地形照相机、月球雷达探测仪、激光测高计、月球磁强计、等离子体成像器、等离子体分析仪、带电粒子光谱仪、高清电视摄像机。干涉测量子卫星有甚长基线干涉测量仪和射电科学装置。中继子卫星有甚长基线干涉测量仪以及通信转发器。

X射线光谱仪、γ线光谱仪、多谱段成像器、光谱轮廓仪用于探测月球表面物质。地形照相机、月球雷达探测仪、激光测高计用于探测月球地形和地下结构。月球磁强计、带电粒子光谱仪、等离子体成像器、“干涉测量”子卫星上的甚长基线干涉测量仪用于探测月球环境。“中继”子卫星上的通信转发器和“干涉测量”子卫星上的甚长基线干涉测量仪用于勘查月球表面引力分布。等离子体成像器用于从月球观测地球。高清电视摄像机用于从月球拍摄地球。

未来计划

2006年8月2日，日本宇宙航空研究开发机构的官员曾表示，他们计划在2030年在月球建立一个无人驻守的基地。这项计划的具体步骤包括在2007年发射月球探测器，然后再先后发射1～3个探测器登陆月球，在月球上搜集相关标本和进行月球探测研究。据计划，日本将在2020年左右把航天员送往月球，由这些航天员逐步开始月球基地的建设，预计花费10年的时间，整个基地将在2030年竣工。基地一旦建成，将由若干航天员负责基地的基本运作和设备操作。

此外，日本还计划于2010年向金星发射航天器，并计划与欧洲航天局合作，在2013年向水星发射探测器，而探测木星大气的计划也在筹备中。