题目

嫦娥二号发射中的物理知识是什么

提问时间：2020-11-26

答案

1）关于激光眼 记者从中科院上海技术物理研究所获悉,该所研制的星载激光高度计将为“嫦娥二号”装上拥有自主知识产权的“激光眼”.据研制负责人舒嵘研究员介绍,星载激光高度计采用激光测距方法,从月球上空,以垂直方向向月面目标射出一束束激光,并瞬间接收它们的反光,以此精确测得卫星与地表两点之间的直线距离.事实上,月球地表的高度差不亚于地球,卫星通过不断收发激光,测出一次次距离变化,分辨月面各种地形地貌的高低起伏——当所测距离变短,则下方可能是环形山峦；当距离变长,则可能遭遇深坑；距离基本不变,则显示地势相对平坦.“嫦娥二号”是“嫦娥三号”的先导星,它将要在崎岖不平、坑坑洼洼的月球表面,为未来“嫦娥三号”携带的月球车选择最佳落脚点,因此就需要它“眼睛明亮,看得更清”.舒嵘研究员介绍,通过对“嫦娥一号”激光高度计获取数据的分析,发现激光探测受到月面光照影响明显,因此“嫦娥二号”卫星的绕月飞行高度将从“嫦娥一号”的200公里降为100公里,这样卫星轨道距月球表面又近了一倍,便于星载激光高度计激光测距装置精确扫描地形,为“嫦娥三号”卫星的候选着陆区精细制图.据了解,“嫦娥二号”的“激光眼”将在月面几个重点区域内密集“踩点”,发射频率增至原来的5倍——从每秒钟打1个点变为每秒5个点；届时其留下的“激光足印”间距将变得更小,即使在100公里高的卫星轨道上飞行,“嫦娥二号”的激光测距精度也可达5米.采用“星载激光高度计”将能测量探月卫星到星下点月球表面的距离,为光学成像探测系统工作参数的调整提供卫星相对月表高度数据,该数据与卫星轨道参数结合可提供三维影像处理所需的高程参数.2）关于地月转移轨道发射 嫦娥二号是嫦娥一号的备份星,作为二期的先导星,因此在结构和载荷上变化不大.而嫦娥一号是中国第一颗深空探测卫星,在完成嫦娥一号既定的科学任务后,进行很多其他实验,最后实现月球硬着陆.从这可以说明两点,一是采用东方红三号卫星通用平台的嫦娥一号卫星有充足的能源,二是我国的地面深空测控网的逐步完善.这样采用嫦娥一号的备份星对嫦娥三号的技术作进一步验证是非常合适的,也适合中国的国情.嫦娥二号的一个突破就是实现地月转移轨道发射,嫦娥一号由于是我国第一次深空试验,在很多方面需要特别慎重,如在深空探测方面我们不仅采用了自己的中继卫星,还租用了欧洲的深空网,并且嫦娥一号在8次变轨过程中也不断地在测试我们国家自己的深空网.嫦娥一号在整个飞行过程到最后撞击月面,我国的深空网不仅实现了对嫦娥一号的监测而且积累了经验,因此嫦娥二号可以采用更加大胆的方案,采用火箭第三级直接将嫦娥二号送入近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道,整个过程大大缩短了地月飞行时间,并且节省燃料,可以将节省的燃料用于验证月球着陆相关技术.嫦娥二号的另一个突破是轨道高度将比嫦娥一号轨道高度要低,嫦娥一号是200公里的轨道,嫦娥二号可能会降到100公里左右,在这样的轨道上嫦娥二号将对月球进行更加细致的探测.嫦娥一号在完成科学任务后进行了轨道降低,验证了卫星在低轨道时的姿态和轨道控制,为嫦娥二号提供了科学依据.因而嫦娥二号可以采用100公里的轨道对月面进行精确观测.有人说100公里的轨道需要很多燃料去维持轨道,实际上月球的引力只有地球引力的1/6,100公里的轨道,维持所占燃料应该是比较少,很有可能几个月维持一次就够了,加上嫦娥二号采用地月转移轨道,燃料应该是非常充足的.3）关于配置降落机 嫦娥二号的第三个突破是增加配置了降落相机,来验证着陆技术.降落相机一方面验证月球着陆技术,另一方面用于验证着陆过程以及着陆后的数据传输技术.毕竟月球着陆与地球着陆不一样,着陆时反推力的大小对着陆装置有什么样的影响是需要在着陆月球车之前搞清楚的,否则难以保证月球车不会被损坏.另一方面,着陆时数据传输是十分重要的,这样地面人员可充分分析着陆装置的状态,同时着陆装置在进行月面探测时也不需要携带大容量存储设备,减化了月球着陆装置的设计,也为嫦娥三号探月做了充分准备.