题目

嫦娥一号 发射时间

提问时间：2020-06-13

答案

　　时间：北京时间2007年10月24日,探测器从西昌卫星发射中心成功发射
　　“嫦娥一号”（Chang'E1）卫星由中国空间技术研究院承担研制,以中国古代神话人物嫦娥命名,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等.在初样研制阶段,有电性星和结构星这两颗初样卫星承担卫星测试工作.嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制,星体尺寸为2000毫米×1720毫米×2200毫米,并充分继承中国资源二号卫星、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品,进行适应性改造.所谓适应性改造就是在继承上的创新,突破一批关键技术.
　　概况
　　嫦娥一号星体为立方体,两侧各有一个太阳帆板,最大跨度达18.1米,重2350千克,工作寿命一年.它将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上.
　　该卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导,导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成.这些分系统各司其职、协同工作,保证月球探测任务的顺利完成.星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验,其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务.
　　根据我国探月卫星工程的四大科学目标,在嫦娥一号上搭载了8种24台件科学探测仪器,重130千克,即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪.
　　航天专家介绍,电性星的试验主要是用于一些带有电子性能的设备的综合测试,结构星的试验主要是要考核结构设计的合理性,和整星上温度控制设计的合理性.目前,这两颗初样星的结构制造已经完成,将在年底以前开始整星测试.在这个基础上,再进行“嫦娥一号”正样卫星的研制.据介绍,整个初样测试阶段持续到2007年6月份,随后将进入卫星正样星的研制阶段.
　　为了保证完成月球探测工程任务,科研人员对承担卫星发射任务的长三甲火箭进行了41项可靠性的设计工作,以提高其运载可靠性.
　　嫦娥一号是我国的首颗绕月人造卫星.以中国古代神话人物嫦娥命名,已于2007年10月24日18时05分(UTC＋8时)左右在西昌卫星发射中心升空,整个“奔月”过程大概需要8-9天.预计卫星的总重量为2350千克左右,寿命大于1年.该卫星的主要探测目标是：获取月球表面的三维立体影像；分析月球表面有用元素的含量和物质类型的分布特点；探测月壤厚度和地球至月亮的空间环境.
　　技术难点
　　1、轨道设计与飞行程序控制问题
　　2、卫星姿态控制的三矢量控制问题
　　3、卫星环境适应性设计
　　4、远距离测控与通信问题
　　“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等.“嫦娥一号”月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成.卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制,科研人员对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改.有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器.
　　“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空.卫星发射后,将用8天至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,执行科学探测任务.它将完成四大科学任务,首要目的便是为月球“画像”,也就是要通过各种手段获取月球表面影像和立体图像.此外,还要分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月壤厚度以及地月空间环境.
　　专家介绍,嫦娥一号卫星两米见方,太阳翼展开后,最长可达18米,起飞重量为2350公斤,卫星需要10-12天可以飞到月球附近.嫦娥一号设计寿命为一年,执行任务后将不再返回地球.
　　准备
　　探月计划酝酿10年
　　我国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究,
　　1996年完成了探月卫星的技术方案研究,
　　1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作.
　　测试
　　中国探月计划第一颗卫星“嫦娥一号”的有效载荷正样系统正在进行最后联试,以确保科学探测设备将来在太空正常工作.
　　“嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试工作由中国科学院空间科学与应用研究中心负责.有效载荷总指挥、中科院空间中心主任吴季16日在接受采访时说：“在有效载荷正样系统联试的最后阶段,各研制人员应继续保持严慎细实的工作态度,按质量要求完成正样联试,确保有效载荷设备顺利交付和工程任务圆满完成.”
　　卫星有效载荷因不同的航天任务而异,在现阶段主要是进行科学探测的仪器和科学实验的设备.“嫦娥一号”卫星有效载荷将包括微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等.
　　据了解,微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测,这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测.空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成,将探测地月和近月的空间环境参数.
　　“嫦娥一号”计划将于2007年发射,而后围绕月球进行一年的探测.
　　中国的探月计划经过长期准备、10年论证,于2004年1月正式立项,被称作“嫦娥工程”.该工程目前主要集中在绕月探测、月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布调查、月壤厚度探查以及地月空间环境探测.
　　发射
　　“嫦娥一号”卫星发射后首先将被送入一个地球同步椭圆轨道,这一轨道离地面最近距离为200公里,最远为5.1万公里,探月卫星将用16小时环绕此轨道一圈后,通过加速再进入一个更大的椭圆轨道,距离地面最近距离为500公里,最远为12.8万公里,需要48小时才能环绕一圈.此后,探测卫星不断加速,开始“奔向”月球,大概经过114小时的飞行,在快要到达月球时,依靠控制火箭的反向助推减速.在被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月球表面200公里高度的极月圆轨道绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作.
　　卫星奔月总共需时114个小时,距离地球接近38.44万公里.而过去,中国发射的卫星距离地面一般都在3.58万公里左右,二者几乎相差了10倍.
　　“嫦娥一号”发射倒计时
　　36小时：部分系统进行最后“体检”.
　　12小时：进入发射前功能检查状态.
　　8小时：进入发射程序,各系统进行辅助准备.
　　7小时：加注液氧.
　　5.5小时：加注液氢.
　　2小时：进入射前系统.地面开始给系统加电,同时各种口令也在这时开始下发.
　　40分钟：3号塔架回转平台开始展开.
　　15分钟：最后一批人员撤离.
　　90秒：转电.从地面给系统供电,变为系统内部电池供电.
　　60秒：从塔架后伸向前塔的橘黄色电缆摆杆此时摆开,准备为火箭点火、发射.
　　40秒：01号指挥员开始报告倒计时.
　　30秒：牵动.是过去发射系统的专有命令,尽管现在已经不再使用有关系统,但这一程序沿用至今.
　　10秒：点火倒计时.
　　0秒：点火.
　　日志
　　2007年10月24日18时05分04.602秒成功发射升空!
　　18：07火箭一二级分离
　　18：09整流罩分离火箭飞出大气层
　　18：10火箭二三级分离
　　18：15火箭三级发动机一次关机星箭结合体进入滑行阶段
　　18：25卫星进入初始地球轨道
　　18：26三级火箭二次点火
　　18：28三级火箭发动机二次关闭
　　18：29星箭分离卫星进入近地点205公里,远地点50930公里,周期16小时的超地球同步轨道.
　　18：36卫星指控转入北京航天飞行控制中心
　　18：59卫星太阳帆板打开
　　10月24日19时15分确定发射成功!
　　10月25日17时55分完成第一次变轨!指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功.这次变轨表明,嫦娥一号卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础.这次变轨是嫦娥一号卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的.
　　10月26日17时44分,远望三号船消息,嫦娥一号卫星成功实施第二次变轨!这是卫星的第一次近地点变轨.
　　嫦娥一号卫星第二次变轨后,将进入24小时周期轨道.远地点高度由5万多公里提高到7万多公里.
　　10月29日第二次近地点变轨,卫星远地点高度由7万余公里提高到12万余公里,开创了我国最远航天测控的新纪录.进入绕地飞行48小时周期轨道.北京时间10月29日18时01分39秒,远望三号测量船传来消息,卫星第三次变轨成功!
　　10月31日17时28分,嫦娥一号卫星成功实施第三次近地点变轨,顺利进入地月转移轨道,开始飞向月球.卫星远地点高度由12万余公里提高到37万余公里,进入114小时地月转移轨道.这也是卫星入轨后的第四次变轨.北京时间17时15分,嫦娥一号卫星接到指令,发动机工作784秒后,正常关机.北京飞控中心对各项测量数据的计算表明,卫星变轨成功!由绕地飞行轨道顺利进入地月转移轨道.
　　11月2日上午10时33分,嫦娥一号卫星成功实施了首次轨道中途修正.10时25分,嫦娥一号卫星按照指令要求,星上装载的两个小推力发动机点火成功,对卫星飞行航向实施修正.10时33分,发动机关机,卫星首次轨道修正完成.（后取消）
　　11月5日11时15分,嫦娥一号卫星主发动机点火,第一次近月制动开始,嫦娥近月制动将持续22分钟.11时37分,嫦娥一号卫星主发动机关机,第一次近月制动结束.到达距离月球420公里,第一次近月制动进入12小时月球轨道.
　　11月6日第二次近月制动进入近月点200公里,远月点1700公里,周期为3.5小时的轨道,运行3圈.
　　11月7日8时24分,第三次近月制动开始,这次近月制动将持续10分钟.8时34分成功完成第三次近月制动,卫星进入周期为127分钟,高度200公里的极月圆形环月工作轨道,开始工作,向地面传回30首歌曲.
　　变轨
　　重要性
　　24日18时29分,星箭成功分离之后,嫦娥一号卫星进入近地点为205公里,远地点为50930公里,周期为16小时的超地球同步轨道.卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后,预计于25日下午进行第一次变轨.变轨后,卫星轨道近地点将抬高到离地球约600公里的地方.卫星和运载火箭分离后,需要4次变轨,才能逐步加速到地月转移轨道的入口速度.每次近地点加速的时间只有短短的几分钟,必须在短时间内及时向卫星发出指令,而卫星发动机必须精确响应,否则卫星就有可能飞向别的方向.
　　地点
　　25日17时55分,北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星实施首次变轨控制并获得成功.这次变轨是在卫星运行到远地点时实施的,而此后将要进行的3次变轨均在近地点实施.为什么首次变轨选择在远地点进行?
　　北京跟踪通信与技术研究所的张波是探月工程测控系统的主任设计师,曾参与完成了嫦娥一号卫星测控通信方案的总体设计任务.他说,在对卫星的运行轨道实施变轨控制时,一般选择在近地点和远地点完成,这样做可以最大限度地节省卫星上所携带的燃料.嫦娥一号卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施,是为了抬高卫星近地点的轨道高度.
　　“只有在远地点变轨才能抬高近地点的轨道高度.”张波说,“同样的道理,要改变远地点的高度就需要在近地点实施变轨.第一次变轨我们把卫星近地点的高度抬高后,就会增加布置在近地点附近测量船的跟踪测控时间,有利于监视变轨过程.因为,卫星离地面越高,测控站、船跟踪测控的时间就会越长,这就为以后要进行的3次近地点变轨打下坚实的基础”.
　　张波介绍说,按照测控方案安排,10月26日将对嫦娥一号卫星实施第一次近地点变轨.变轨后,卫星将进入远地点为71400千米、周期为24小时的运行轨道.第二次近地点变轨后,卫星将进入远地点为121700千米、周期为48小时的绕地运行轨道.第三次近地点变轨时,卫星将进入地月转移轨道,踏上长达5天的奔月征途.
　　根据开普勒关于行星运动的三大定律的第一定律：所有行星的运动轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点.在以太阳S为极点、近日点方向SP为极轴的极坐标中,行星相对于太阳的运动轨迹为椭圆PP1P2P'1P',PSP'=2a表示椭圆的长径.这个定律也适用于卫星系统.既然是椭圆轨道,当然就有离的最近的和离的最远的地方啦,所以,环绕地球飞行的飞行物,在椭圆的轨道上（离地球）最远的就是远地点,最近的就是近地点.
　　脱离地球
　　“嫦娥一号”卫星在发射升空后要先围绕地球用5天的时间转5圈,第一个阶段是绕3圈,每圈16小时,第二阶段是用24小时绕一圈,第3个阶段是用48小时绕一圈.
　　火箭把卫星送入轨道约一天后,地面注入指令,卫星主发动机点火实施变轨,将近地点抬高到约600公里,让卫星经过测控站上方时速度相对减少,便于后续控制.第二、三、四次点火实施变轨,让卫星不断加速：这3次变轨目的都是加速,每变轨一次,卫星的速度就增加一点,通过3次累积,卫星加速到10.916公里/秒以上的进入地月转移轨道的最低速度,向月球飞去.
　　10月24日18时05分,在西昌这个被称为“月亮女儿的故乡”的地方,长征三号甲运载火箭托举着嫦娥一号卫星顺利升空——“嫦娥”就这样开始了奔月之旅.
　　在嫦娥一号卫星飞向38万公里外月球的漫长旅途中,需要进行一系列高度复杂又充满风险的动作.
　　“如果从卫星发射到最后数据分析过程的10个关键环节都能顺利完成,那么我国首次绕月探测就圆满成功了.”中国绕月探测工程总指挥栾恩杰在接受新华社记者采访时说.