中國(guó)嫦娥1號(hào)衛(wèi)星今年下半年將攜帶具有世界先進(jìn)技術(shù)的探月儀器，奔向月宮探索寶藏。最新一期中國(guó)科技核心期刊《科技導(dǎo)報(bào)》發(fā)表科學(xué)論文，首次揭開了這些高科技設(shè)備的神秘面紗，本報(bào)(北京日?qǐng)?bào))特約獨(dú)家刊出——
由中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)繞月探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)鄭永春助理研究員撰寫的文章中說(shuō)，今年下半年發(fā)射的嫦娥1號(hào)探月衛(wèi)星，選用的科學(xué)探測(cè)儀器有6套24件，包括CCD立體相機(jī)、激光高度計(jì)、成像光譜儀、伽馬/X射線譜儀、微波探測(cè)儀、太陽(yáng)高能粒子探測(cè)器和低能離子探測(cè)器等，這些設(shè)備在中國(guó)都屬首次使用，有的是世界首創(chuàng)。
根據(jù)歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士的設(shè)想，嫦娥1號(hào)衛(wèi)星奔赴月球，將完成4項(xiàng)科學(xué)任務(wù)——
獨(dú)創(chuàng)CCD立體相機(jī)搭載激光計(jì)拍攝三維影像月球地形圖
探月的第一項(xiàng)任務(wù)是繪制立體的月球地圖。國(guó)外已有多個(gè)版本的平面月球地圖，但立體的只有二幅，且做得不完整。嫦娥1號(hào)衛(wèi)星將采取與其他國(guó)家不同的思路，搭載1臺(tái)CCD立體相機(jī)和1個(gè)激光高度計(jì)，兩者結(jié)合繪制完整細(xì)致的立體月球地圖。CCD立體相機(jī)(見下圖)同時(shí)對(duì)衛(wèi)星飛行的前方、下方和后方進(jìn)行拍照，形成三維影像。激光高度計(jì)由激光器、望遠(yuǎn)鏡和接收電路三部分組成。衛(wèi)星進(jìn)入環(huán)月軌道后，激光高度計(jì)首先向月面發(fā)射激光束，并立刻用望遠(yuǎn)鏡把反射回來(lái)的光束變成電信號(hào)；接收信號(hào)的電路盒將迅速進(jìn)行計(jì)算，得出該探測(cè)點(diǎn)的月球海拔高度。激光高度計(jì)完成繞月旅行，月面每個(gè)探測(cè)點(diǎn)(包括南北極的黑暗深坑)的海拔高度就一清二楚了。這些數(shù)值與CCD立體相機(jī)拍攝的高精度圖像相疊加，就是一幅完整而精確的月球立體地形圖。
伽馬/X射線譜儀首探14種元素為建月球基地選資源富集地區(qū)
第二項(xiàng)任務(wù)是探測(cè)月球上元素的分布。這件事情只有美國(guó)在2000年利用1998年發(fā)射的衛(wèi)星，做了5種元素的月球分布圖(見右中圖)，包括鐵、鈦、鈾、釷、鉀。而嫦娥1號(hào)衛(wèi)星將用世界先進(jìn)的伽馬/X射線譜儀探測(cè)月球上14種元素的分布。這樣，我們就知道月球上分布著哪些資源，將來(lái)建月球基地時(shí)可選擇在資源富集的地區(qū)，通過(guò)開采月球資源，滿足人類社會(huì)的需求。
首次裝載微波遙感探測(cè)儀評(píng)估月壤厚度和氦-3儲(chǔ)量
第三項(xiàng)任務(wù)是評(píng)估月球上土壤的厚度和氦-3的資源量。嫦娥1號(hào)衛(wèi)星上搭載了一臺(tái)微波探測(cè)儀，這是世界上首次在探月衛(wèi)星上裝載微波遙感裝置，有很大的技術(shù)難度。這臺(tái)微波探測(cè)儀能探測(cè)物體的微波輻射強(qiáng)度，能在所有氣象狀態(tài)下全天候工作，且具有穿透能力，可探測(cè)深埋的物體。科學(xué)家們通過(guò)月球微波輻射強(qiáng)度的科學(xué)解析，可以估算出月球土壤厚度和月球上氦-3的總量及分布。氦-3是地球上都極其稀少的替代石油的能源。微波探測(cè)儀還能測(cè)出月球背面的亮度、溫度圖和月球兩極地面的信息。
中國(guó)造太陽(yáng)高能粒子探測(cè)器首次探測(cè)40萬(wàn)km空間環(huán)境
第四項(xiàng)任務(wù)是監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)至40萬(wàn)km范圍內(nèi)的空間環(huán)境，記錄原始太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)，研究太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地月空間環(huán)境的影響。國(guó)內(nèi)目前僅監(jiān)測(cè)過(guò)7萬(wàn)km以內(nèi)的空間環(huán)境，嫦娥1號(hào)上的太陽(yáng)高能粒子探測(cè)器和低能離子探測(cè)器，將首次探測(cè)遠(yuǎn)至4萬(wàn)至40萬(wàn)km間的空間環(huán)境，這些關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)今后深空探測(cè)器的環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值。(高欣然）
