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月球勘测轨道飞行器(LRO)

月球勘测轨道飞行器(英文名称:Lunar Reconnaissance Orbiter,以下简称:LRO探测器),是美国“重返月球”战略计划的第一步,将为美国下一步载人探月以及探索太阳系提供重要数据。

LRO探测器在2009年6月18日17时32分(美国东部时间,下同)在卡纳维拉尔角空军基地,用宇宙神5运载火箭注册送3金币捕鱼发射的,同时发射的还有美国另一个月球探测器——月球坑观测与感知卫星(LCROSS)。

中文名称月球勘测轨道飞行器英文名称Lunar Reconnaissance Orbiter
简称LRO研制国家美国
质量500千克额定功率685W
发射时间2009年6月18日21:32(UTC时间)发射场卡纳维拉尔角空军基地
运载工具宇宙神5 401运载火箭

发射情况

LRO探测器在2009年6月18日17时32分(美国东部时间)在卡纳维拉尔角空军基地,用宇宙神5运载火箭注册送3金币捕鱼发射的,同时发射的还有美国另一个月球探测器——月球坑观测与感知卫星(LCROSS)。

22时16分43秒,LRO探测器与LCROSS探测器分离。LRO探测器于6月23日早上9时43分进入月球环绕轨道。

任务目标

LRO探测器的任务的目标是帮助美国航空航天局锁定登陆点,美国重返月球计划中的登月飞船提供可靠的着陆点信息,寻找潜在资源,描绘当前的辐射环境以及示范新技术。LRO探测器将绕低极地轨道(距月球表面50公里高度)运行,执行为期一年的勘测任务,整个过程由宇航局探测系统任务理事会负责。科学家将利用LRO传回的月球全局数据研发有用的工具,例如日间-晚间温度图、月球测地线格网、高清晰彩色图像以及月球的紫外线反照率。

LRO探测器的勘测重点将集中在月球极地地区,原因在于:极地可能持续接受太阳照射,水冰则可能位于永久性阴暗的极地陨坑内。虽然从本质上讲LRO的任务目标就是探测,但借助于所携带的一系列科学仪器——此前月球任务留下的宝贵遗产,一年之后的任务目标转换能够成为一种可能,也就是进入科学研究阶段,这一阶段将由宇航局的科学任务理事会负责。

LRO探测器获取的全面月球数据能够支持人类在太阳系的存在向外扩张。借助于这些数据,LRO将帮助锁定具有较高科学研究价值的潜在资源附近地区、有利地形以及环境,所有这些对未来机器人任务和载人月球任务至关重要。LRO获取的所有数据以及由这些数据衍生的产物将成为宇航局行星数据系统一部分。该系统是一个向公众公开的知识库,储存行星科学信息。原始以及经过处理的数据将帮助人们进一步了解月球环境,为宇航员安全重返月球以及未来针对太阳系的载人探测任务铺平道路。

技术诸元

LRO探测器总发射质量为1916千克,其中探测器质量为1018千克,燃料质量为898千克。设计功率为685瓦。LRO探测器高度为3.86米。

指向控制:LRO指向控制保持在60角/秒。

太阳能电视板阵列:LRO装有铰接的太阳能电池板以及锂离子电池。

遥感勘测:利用Ka波段高速下行链路和S波段低速上行/下行链路进行遥感勘测。

数据量和最大下行链路速度:数据量为每天461Gb,最大下行速度为100Mbps。

飞行轨道:LRO探测器飞往月球的旅程将历时大约4天时间。在此之后,LRO探测器将进入一个椭圆形轨道,也就是所谓的试运转轨道。从这条轨道,LRO将进入一条距月球表面大约50公里高度的圆形轨道。

科学探测仪器

1、辐射效应宇宙射线望远镜(CRaTER)

探测月球辐射环境,测试科研人员设计的辐射效应和防护模型,并利用与人体组织类似的塑料,测试对辐射的吸收状况,以便将来开发使宇航员更安全的空间防护技术。

该仪器重量为5.4公斤,平均功率为7.3瓦。

2、多通道太阳发射率和红外滤波辐射仪(Diviner)

测量月球表面及表面以下的温度,在全月球范围内探测着陆地点的岩石特征,寻找接近月球表面和已暴露出来的水冰。

该仪器重量为11公斤,平均功率为24.7瓦。

3、莱曼阿尔法测绘仪(LAMP)

利用远红外光谱为月球地表绘图,在月球两极地区寻找冰和霜,并绘制月球永久阴影区的图像。

该仪器重6.1公斤,平均功率为4瓦。

4、月球中子探测器(LEND)

负责观测月球表面的不稳定中子状态,测量月球土壤的氢含量。

该仪器重25.8公斤,平均功率为11.6瓦。

5、月球轨道器激光测高计(LOLA)

利用激光测距系统提供月球精确的全球地形模型和地质坐标,对月球永久阴影区进行拍照。

该仪器重11.3公斤,平均功率为33.4瓦。

6、月球勘测轨道飞行器照相机(LROC)

它包含两个窄角相机和一个广角相机。前者的任务是绘制月球表面的黑白图像,其分辨率达到1米以下;后者将绘制月球表面彩色紫外图像,分辨率为100米。这些图像将显示月球两极的光线状况,确认潜在的风险,帮助挑选安全的探月着陆点。

该仪器重19.2公斤,平均功率为24瓦。

7、微射频新型合成孔径雷达(Mini-RF)

主要目标是搜寻月球水冰,另外还将验证探月器与地面站进行通信的能力。

该仪器重13.8公斤,平均功率为7瓦。

拍摄到在月球软着陆后的嫦娥三号

尽管中国嫦娥三号探月任务没有跟美国航空航天局(NASA)展开任何形式的合作,但NASA将此事件视作“对月球稀薄大气开展研究和观测”的绝好契机,并用目前在月球轨道上的4颗卫星对嫦娥三号着陆期间产生的尘埃进行探测。

美国LRO探测器拍摄到的嫦娥三号着陆器和月球车

图:美国LRO探测器拍摄到的嫦娥三号着陆器和月球车

LRO探测器对嫦娥3号登月点进行多次高分辨率成像观测,俯拍到正在月面上工作的嫦娥3号及玉兔号月球车的画面。在嫦娥三号的着陆日期,LRO探测器将进行多达8次机动动作,使用莱曼成像设备(LAMP)对嫦娥三号的着陆位置进行扫描成像。

LRO探测器相机所俯拍的嫦娥三号与嫦娥三号探测器拍摄的月面地形对比

图:LRO探测器相机所俯拍的嫦娥三号与嫦娥三号探测器拍摄的月面地形对比

由于月球自身的自转,此后每月都将会有一次机会让嫦娥三号和玉兔号月球车处于LRO探测器轨道位置的正下方,从而被LRO探测器上的的相机摄入镜头。如此重复开展的观测成像将让科学家们可以观察到由于嫦娥三号飞船的着陆以及玉兔号月球车的活动而在月面上造成的变化。上图为LRO探测器相机所俯拍的嫦娥三号与嫦娥三号探测器拍摄的月面地形对比,可以看到两个月面坑洼的位置是一致的。

月球勘测轨道飞行器(LRO)
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最新更新:2015-08-07 11:39
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