嫦娥1号 中国航天的里程碑 旗开得胜的嫦娥一号绕月探测器

2007年10月24日,我国第一个空间探测器暨月球探测器——嫦蛾一号绕月探测器由长征三号甲火箭送入太空。它于2007年11月20日传回所拍摄的第一幅月面图像，从而竖起了继东方红一号人造地球卫星、神舟五号载人飞船之后，我国航天的第三个里程碑。

嫦蛾一号绕月飞行示意图

与大多数航天器一样，嫦娥一号由卫星平台和有效载荷组成。它以东方红三号人造地球卫星平台的结构和推进系统为基础进行研制，主要原因有三个：一是该平台具有较大的有效载荷承载能力，其构型布局能满足月球探测有效载荷的需求；二是这个地球静止轨道平台的推进系统可提供充足的轨道机动能力，能满足进入超地球同步转移轨道后多次变轨的轨道设计要求；三是它非常成熟和高度可靠，此前已成功用于研制10多颗卫星，且具有充足的适应性修改能力。

由于嫦娥一号主要用于对月球进行遥感探测，所以它还充分继承资源一号、二号对地观测卫星的现有成熟技术和产品，并进行了适应性改造，比原有人造地球卫星平台在轨道、测控、制导导航与控制系统、热控分系统等方面都有了自己的独特之处。所谓适应性改造就是在继承上的创新，突破一批关键技术。例如，攻克了三体定向技术、轨道设计和紫外敏感器等关键技术。

所谓三体定向是指嫦娥一号能同时将其上的科学仪器总是对准月球，太阳电池翼总是对准太阳，定向天线总是对准地球，以便持续拍摄月面照片，持续获得光照，持续把探测结果及时发回地球。嫦蛾一号利用三轴稳定的控制方式实现了星体有科学仪器的一面始终对月面定向，应用太阳敏感器和驱动机构一维转动的方式实现了太阳电池翼始终对太阳定向，应用双轴驱动机构实现了定向天线始终对地球定向，解决了月球探测过程中的三体定向难题。

三体定向原理示意图

紫外敏感器是一种用于测量嫦娥一号对月姿态的光学姿态敏感器，它相对于人造地球卫星上的红外敏感器来说更具有自己的特点。在地球大气层内存在着稳定的红外辐射，所以人造地球卫星是用红外敏感器探测地球的红外辐射来控制姿态的。但这种敏感器不能用于探月任务，因为月球没有大气层，所以没有稳定的红外辐射。研究表明，月球有稳定的紫外辐射。因此，我国用紫外敏感器作为嫦娥一号的“眼睛”来观察月球。

科研人员测试月球紫外敏感器

由于月面没有大气层，并且受太阳的影响表面温度变化非常大，还不可避免地要经历月食，所以，研制嫦娥一号热控制分系统也是一大难点。一般的电子仪器设备长时间在50℃以上的环境下工作容易产生故障，而有一些设备，如化学电池，在0℃以下时效率很低。因此，嫦娥一号内部必须保持在—10～45℃的范围内。经过攻关，科研人员为嫦娥一号研制了一件能“冬暖夏凉”的特制保温“衣服”。尤其是在发生“月食”时，热控制分系统要能保证星上所有设备在正常的工作温度范围。由于在嫦娥一号六方体中安装科学探测仪器的一面要一直对着月球，为此，这个面采用了一种特殊的超级隔热材料，主要是为了防止月面上的红外热流对探测仪器产生影响，而嫦娥一号其余5个面采用了一种特殊的散热材料，能够做到最大程度的散发热量。

嫦娥一号星体外面的金箔用于保温

嫦娥一号的星体为立方体，尺寸为2000毫米×1720毫米×2200毫米，两侧各有一个太阳电池翼，最大跨度达18.1米。嫦娥一号总重2350千克，设计寿命一年，运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。

根据嫦娥一号的科学目标，在其装载了8种科学探测仪器。CCD立体相机用于获取月球表面三维立体图像；激光高度计用于测量月球表面到嫦娥一号的高度数据；干涉成像光谱仪、γ射线谱仪、X射线谱仪分别探测用于月球表面不同物质的化学元素；在世界上首次使用的微波探测仪用于测量月球的微波辐射特征，从而反演月壤的厚度；太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器用于探测从地球至月球的空间环境。

嫦娥一号上的科学探测仪器。上排从左到右依次为CCD立体相机/干涉成像光谱仪、激光高度计、微波探测仪，下排从左到右依次为γ/X射线谱仪、太阳风低能离子探测器、太阳高能粒子探测器

2008年7月1日，嫦蛾一号完成了全月球影像数据的获取；2008年10月24日，它实现了在轨1年寿命，完成了各项任务。此后，又用嫦娥一号开展了变轨等10余项验证试验。为了给探月二期工程“探路”，积累落月过程控制和轨道测定方面的经验，嫦娥一号于2009年3月1日受控撞击了月球丰富海区域，成功完成硬着陆。

嫦娥一号累计飞行494天，其中环月482天，比原计划多飞117天；飞行期间经历3次月食；传回1.37TB有效科学探测数据；获取了全月球影像图、月表化学元素分布、月表矿物含量、月壤分布和近月空间环境等一批科学研究成果，填补了中国在月球探测领域的空白。

嫦娥一号拍摄的月面三维立体图