SELENE (Kaguya) 所属组织 JAXA 主制造商 NEC東芝宇宙机构 任务类型 軌道太空船 环绕对象 月球 入轨时间 2007年10月4日 发射时间 2007年9月14日,01:31:01 UTC 发射手段 H-IIA 任务时长 2009年6月11日,操控墜毀 1年8个月4周又1天 (自發射) COSPAR ID SELENE SATCAT no. 32054 官方网站 SELENE網頁 质量 主衛星 : 2,914 公斤(发射時) 中继星 : 53 公斤 甚长基线干涉测量星 : 53 公斤 功耗 3486 W 倾角 90° 远拱点 100 km 近拱点 100 km 周期 2h
輝夜號 [ 1] (日语:かぐや ,英語:KAGUYA )又稱輝夜姬號 [ 2] 、月亮女神號 (日语:セレーネ ,英語:SELENE ),是日本 發射的月球 人造衛星 ,耗资2.7亿美元 ,日本宇宙航空研究開發機構人員表示此计划是繼美国 《阿波罗计划 》後規模最龐大的月球計划。輝夜姬號在当地时间2007年9月13日10时35分搭乘H2A-13 火箭,从日本 鹿儿岛县 种子岛宇宙中心 成功升空,开始了其为期一年的旅程[ 3] 。輝夜姬號已經歷過兩次延期發射,第一次是從2007年8月16日延期到9月13日,第二次是從9月13日再延期到14日(協調世界時 )。
命名
「SELENE」一名是計劃名稱「Sel enological and En gineering E xplorer」的縮寫 ,發想於希臘神話 中月亮女神 的名字塞勒涅 。此外,日本一般習慣會為成功發射上太空的衛星再取一個「正式名稱[ 4] 」,而該衛星的正式名稱則是「かぐや 」[ 5] ,取自日本傳說《竹取物語 》中的「輝夜姬」。
發射之後,這顆衛星便很少再使用開發時的「月亮女神號」的名稱,無論是ISAS(宇宙開發研究所)或是JAXA的宣傳資料與報告上,皆是將本衛星稱呼為「輝夜號」。
而兩個子衛星,“中继星”命名為“翁”,“甚长基线干涉测量星”就命名為“妪”。取自日本傳說《竹取物语》中的伐竹翁及其夫人,即是辉夜姬的养父和养母。
過程
搭載了輝夜姬號的H2A-13火箭升空(相片由Narita Masahiro拍攝)
以下時間以發射點時間為準:
2007年9月13日
2007年10月3日
2007年10月8日
2007年10月11日
2007年10月18日
輝夜姬號用5天時間變軌,進入圓形 繞月軌道,在月球上空100公里繞月
2007年11月7日
輝夜姬號傳回由高清晰度攝像機所拍攝的月球表面圖像,同日JAXA 公開該照片[ 6]
2009年6月11日3時25分
JAXA 結束任務,讓輝夜姬號主体墜落於月南半球的優湖。
設計
輝夜姬號主要分為三部份:
主衛星
重量: 2914公斤[ 7]
體積: 2.1 x 2.1 x 4.8米
姿态控制系統: 三維平衡系統
最大動力: 3.5千瓦
任務時間: 1年
任務軌道:近圓形軌道
運行高度: 離月面100公里
軌道傾角: 90度
中继星(翁)
重量: 53公斤
體積: 1.0 x 1.0 x 0.65 米
高度控制系統: 假想軸平衡系統
動力: 70瓦
最初軌道:橢圓形軌道(100公里 x 2400公里)
軌道傾角: 90度
甚长基线干涉测量星(嫗)
重量: 53 公斤
體積: 1.0 x 1.0 x 0.65 米
高度控制系統: 假想軸平衡系統
動力: 70瓦
最初軌道:橢圓形軌道(100公里 x 800公里)
軌道傾角: 90度
主要任務
輝夜姬號在發射20天後會進入橢圓形 繞月軌道,之後還釋出兩個子衛星 ,分別在月球正面和背面運行,用作通訊 和採測重力。輝夜姬號主衛星則將會在35天後逐步進入圓形 繞月軌道,飛越月球兩極,於月球 上空100公里 繞月運行一年,進行各種觀測,以闡明月球的起源和演化,並在未來使用它,有關研究結果會在2009年公佈。
儀器
輝夜姬號搭載了14台觀測設備,儀器的精確度是過往的10倍至100倍,主要用來探勘月球地形 ,元素 分布和月球重力 ,並尋找岩漿海洋 。科學家認為這些數據有助研究月球的形成過程。[ 8] 輝夜姬探月衛星發射時共攜帶14項觀測儀器,可分為調查月球表面物質的裝置,調查月球地形與地底構造的裝置,調查月球環境的裝置,調查月球重力分布的裝置,從月球調查地球的裝置及清晰拍攝月球與地球的裝置六大類,另有太陽能板及高增益天線等其他裝置:
調查月球表面物質的裝置
X射線螢光分光計
調查月球表面元素分布狀況的裝置。由於月表受太陽照射吸收X射線 ,用X射線測定從月球物質釋出的X射線,可觀測構成元素的分布。
伽瑪射線分光計
調查月球表面元素分布的裝置。月球表面的物質吸收宇宙射線,會釋放同為放射線的伽瑪射線 。經由此測定,可檢測出元素的存量。同時也可以尋找月球上的水。精確度為過去的十倍。
多波段影像儀
以可見光及近紅外線攝影的裝置。用於調查岩石的種類與分布,解析度為20公尺,所獲得的岩石分布資訊,精密度為過去的10倍。
譜形儀
從可見光至紅外線的頻寬,觀測衛星正下方500公尺的狹小範圍。利用將波長約500~2600奈米的區域分割成296個加以辨別的方式,連礦物的種類都能標定。
調查月球地形與地底構造的裝置
地貌攝影機
利用向前與向後的兩個攝影機,拍攝月球表面的照片。解析度為10公尺。透過觀測,可取得月球表面的詳細立體地圖。
月球雷達測深器
利用5兆赫的電波,了解月球地底構造的裝置。運用4根長15公尺的天線,詳細觀測來自2~5公里深處的反射電波,探索地層的構造等。原理類似魚群探測機。
雷射高度儀
朝向衛星正下方發射雷射光,精密測定光線反射的時間。根據測定的時間計算衛星與月面間的正確距離。調查月球的標高後,製作精密的地形圖,觀測期間將測定3000多萬個地點。
調查月球環境的裝置
月球磁場觀測裝置
輝夜姬號所用的磁力計可測量地球磁場10萬分之一的微弱磁場。為避免受衛星本身儀器所發出的磁場干擾,攜帶於長12公尺的天線桿端。
粒子射線偵測器
利用多部檢測器探查照射月球表面的宇宙射線。未來人類若在月球表面活動,會影響人類的宇宙射線之測定。同時在主衛星面向月球的一測裝設射線偵測器,可調查月球斷層活動的情形。
電漿觀測裝置
探查月球四周電漿的裝置。利用4部感應器觀測月球四周之離子及電子的能量與方向。同時也以反射電子觀測月球表面的磁場異常。
VRAD衛星攜帶的電波源
VRAD衛星發射電波,用於表面重力的精密觀測與電離層觀測。重約50公斤,沿著距近月點100公里、遠月點800公里的橢圓軌道繞行。
調查月球重力分布的裝置
中繼衛星攜帶的中繼器
當輝夜姬號飛到月球背面,繼續進行觀測時所用。因可準確測定輝夜姬號的軌道,使月球重力的測定達到極高的準確度。重約50公斤,環繞近月點100公里、遠月點為2400公里的軌道飛行。
VRAD衛星攜帶的電波源
VRAD衛星發射電波,用於表面重力的精密觀測與電離層觀測。重約50公斤,沿著距近月點100公里、遠月點800公里的橢圓軌道繞行。
從月球調查地球的裝置
電漿影像儀
可觀測地球的極光等。利用環繞月球軌道飛行的機會,同時捕捉地球南北兩極的極光。
清晰拍攝地球與地球的裝置
高畫質攝影機
共有2台分別為廣角與遠攝的高畫質照相機。拍攝月球看地球升起的「地球現身」首部動畫。一分鐘動畫傳送到地球約需20分鐘。
其它裝置
太陽能板
約23平方公尺,等同於13塊塌塌米的大小。太陽能板的配置方式為單獨一片,非對稱式。
高增益天線
負責將觀測數據傳回地球或和子衛星的傳輸。
重力觀測的方式
測量月球重力的方式有兩種,一種是利用衛星的變動而測得,準確率較低;另一種則為相對VLBI ,準確率高出前一方法之十倍。
衛星變動法
測量月球背面重力的方法是由地球 發射向中繼衛星的電波 ,測量中繼衛星的運動情況,同時中繼衛星也向主衛星(輝夜姬號)發射電波,測量主衛星的運動,然後由都卜勒計量度分析月球重力。正面則是直接由地球發射電波到主衛星上,在接收反射電波,即可知重力大小。
相對VLBI法
由地面站接收來自衛星的和一個星體(或類星體,方向和位置關係已知且能量強的星體)的電波,得知時間和位置的差異,即可得這三點的三維位置關係。
成果
辉夜号地形相機拍攝的月球南極 沙克爾頓坑 內部的分析顯示,幾乎沒有裸露的水冰。調查月球背面 莫斯科海 發現其形成時間比過去估計結果早了5億多年。搭載的日本放送協会 攝像機成功拍攝了「満地球の出 」、「月面」,在2009年2月9日半影月食 (對月球來說為日食 )發生時,首次拍攝到地球形成的倍里珠 。[ 9] 子衛星「翁」成功觀測月球背面的重力異常,增加了大碰撞說 的可信度。
辉夜号準確測量了月球兩極的日照量,確認月球兩極有永久的陰影區,此後NASA 的月球坑观测和传感卫星 確認月球存在水。其它發現還包括月球表面存在鈾礦 、[ 10] 確認由阿波罗15号 著陸產生的痕跡、確認月球表面下存在月球熔岩管 ,可以作為人類未來在月球居住區域的遮蔽物;[ 11] 任務結束後成功控制墜落,也為未來無人登月進行了技術驗證。
参见
外部連結
参考文献
各国探月工程 近月飞行任务 环绕任务 着陆任务 样品返回任务 载人任务 未來計畫 已经取消 参阅