空间飞行器设计-第1讲

1、1,空间飞行器设计,南京航空航天大学 College of Aerospace Engineering,2,主讲人: 许 锋 飞行器先进设计技术国防重点学科实验室 Address: Building A18-419#, Minggugong Campus Tel:84896252 Email: feng_,B.E.,BUAA,1985 M.E.,NUAA,1991 Ph.D.,NUAA,2001,3,课程名称：空间飞行器设计 教 材： 航天工程学 郑荣跃,王克昌,鄢小清 编. 长沙：国防科技大学出版社，1999.2,4,课程安排与要求：,根据学时、学生知识内容和专业特点，对原书中电类相关章节不

2、作讲解或略讲； 教材中没有习题，在讲授航天器轨道运行原理一章时会增添部分习题； 考试为三结合形式，笔试部分为闭卷形式。,5,引言,地球是人类的摇篮。人类绝不会永远躺在这个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。 人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再去征服太阳系空间。 康斯坦丁.齐奥尔科夫斯基,.（1857-1935）,第一讲 概论,6,.（1857-1935）,是举世闻名的科学家、科幻作家，被誉为“航天之父”。 1883年早春，写成了第一篇论文自由空间，其中首次提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。论文利用喷气式器械探测宇宙空间阐述火箭飞行理论，论述了将火箭用于星际交通的可能性，首创液体燃料火箭的

3、设想和原理图，说明了火箭在星际空间飞行和从地面起飞的条件。提出为实现飞往其他行星的设想，必须设置地球卫星式的中间站。 1927年发表气垫列车理论和方案。1932年发表喷气式飞机在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的方案。1929年又提出多级火箭的结构。他还写出了许多科普、科幻著作，宇宙的召唤和在地球之外是他的代表作。 在地球之外大约是在1896年开始写的写的是2017年发生的事。 在月球上则借一名少年的梦境，用第一人称详细描绘了月面上的种种奇妙景象。,7,神话与传说,自古以来，飞离地球是人类始终的渴望。 在中国： “始祖黄帝骑龙升天”； “禹驾龙遨游天空”； “嫦娥奔月”； “为余驾飞龙兮

4、，杂瑶象以为车”屈原离骚句， “火箭”三国志.魏略; “万户飞天”等。,8,神话与传说,在国外： “代达罗斯、伊卡罗斯父子的传说”古希腊.AegeanSea ; (Icarus) 梦幻德/开普勒; 从地球到月球法/儒勒凡尔纳等。,9,以1957年10月4日前苏联利用多级液体运载火箭成功发射的世界上第一颗人造地球卫星为标志，人类进入了太空时代。 卫星运行92天，绕地球飞行约1400圈，于1958年1月4日再入大气层时烧毁。,“人造地球卫星1号” (-1) 外径0.58米，重83.6kg,由壳体、卫星设备和天线组成。,零的突破,10,火箭总设计师: 科罗廖夫(SergeiPavlovich Kor

5、olev); 卫星总设计师:吉洪拉沃夫 发射场: 拜科努尔发射场(BaikonurCosmodrome, LaunchingSite)。 “人造地球卫星1号”(-1) 卫星的初始轨道参数：近地点215km，远地点947km，轨道倾角65,运行周期96.2min。主要任务包括测量200km500km高度的大气密度、压力、磁场、紫外线和X射线等数据。, （19061966）, (1900.7.161974.3.4),幕后人物,11,继苏联之后，美国于1958年1月31日成功地发射了其第一颗人造地球卫星 “探险者1号”。,(Explorer 1),卫星运行轨道: 近地点360km、远地点2531km

6、、倾角33.34,周期为114.8min。带有盖革计数器、微流星撞击计数器、测温感应元件，进行了宇宙线和微流星测量，还测量了卫星内部和外壳的温度，1958年5月23日停止工作。,12,内、外辐射带,“探险者”1号的主要成果是首次发现地球辐射带,后来被人们称为范爱伦辐射带。这个辐射带内的高能带电粒子对载人空间飞行和卫星材料、仪器都有一定的危害性。,13,“Explorer 1”背后的功臣,Wernher von Braun (1912-1977),James Van Allen (1914-2006),William Hayward Pickering (1910-2004),14,1.1 航天

7、与航天技术 1.1.1 航天 航天是载人与不载人的航天器在太空（外层空间）的航行活动。又称空间飞行或宇宙航行。钱学森先生将其按活动范围分为航天和航宇。 目的：探索、开发和利用太空以及地球以外的天体。 技术关键：克服地球引力，达到足够的速度。,15,1.1.2 航天技术 航天技术（空间技术）是探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术，是用于航天系统，特别是航天器和航天运输系统的设计、制造、试验、发射、运行、返回、控制、管理和使用的综合性工程技术，其理论基础是航天学。,16,航天技术包括：,喷气推进技术、火箭制导和控制、火箭设计与制造、航天器轨道控制、航天器姿态控制、航天器热控制、航天

8、器电源、遥测遥控、生命保障、航天器设计与制造、火箭与航天器试验、飞行器环境模拟、航天器发射、航天器返回、航天器测控与安控、航天器地面测试、航天器信息获取和处理、航天系统工程等。,17,1.1.3 航天系统,航天器： 在大气层外的宇宙空间、基本按天体力学规律运行的各种飞行器。,专用系统,航天器,保障系统,由航天器(专用系统、保障系统)、航天运输系统、航天器发射场、航天测控网和应用系统组成。,18,航天器(contd.),专用系统： 有效载荷，执行特定的航天任务。 保障系统： 保障专用系统的正常工作。如结构系统、热控系统、电源系统、姿态控制系统、轨道控制系统、无线电控制系统、返回着陆系统、生命保障

9、系统、应急救生系统、计算机系统。,19,航天运输系统：,航天运输系统：把任何有效载荷运送到预定轨道的航天运输工具。有运载器（一次性使用，运送航天器）和运输器（运送人员、装备、物资以及补给）。,20,航天发射场：,发射航天器的特定场区，有完整的配套设备，用以装配、储存、检测和发射航天器，测量飞行轨道和发送控制指令，接收和处理遥测信息。,中国酒泉发射中心,中国西昌发射中心,21,航天发射场：世界范围内主要有10个,法属圭亚那库鲁发射中心,美卡纳维拉尔角(Cape Canaveral) Kennedy Space Center,俄Baikonur发射中心,日种子岛发射中心,22,航天测控网,对航天器

10、飞行状态进行跟踪测量并控制其运动和工作状态的专业系统。,图1.1 中国航天发射场和测控网,23,应用系统,按航天器的不同任务需要而装载的的各种专用系统和相应的地面应用系统，也是实现航天技术效益的关键技术。,如通讯卫星上的转发器、天线。相应地面上的应用系统为卫星通讯地面站，地面图象接收系统、地面无线电发射站等。,24,1.2 航天技术与社会发展,1.2.1 航天技术与科技进步 使人类突破了地球表面的障碍，直接进入空间或通过各种空间探测器获取资料、信息，不同程度地发展了空间物理学、空间天文学、空间化学及地质和空间微重力等分支学科。 航天技术使从来都以地球上的生命活动为对象的生命科学，第一次把认识与

11、研究条件扩展到了宇宙空间。,25,在航天技术的推动下，许多新的学科（温室效应、航天大地测量、航天海洋学、航天测绘学等）取得了长足的进步。 航天技术不仅提高了科学技术的认识水平，而且提高了科学技术的实践水平。 航天技术使人类得以利用宇宙空间的独特条件（微重力、超纯净、无对流） ，进行全新的科学技术实验。,26,航天技术的出现，使人类直接进入外层空间成为可能。 人类的第一第四环境1981，国际宇航联合会第32届年会定义： 陆地海洋大气层空间外层空间,27,1.2.2 航天技术与现代军事,航天技术是以军事目的而产生、发展起来的。它在国防领域占据着重要地位。 航天技术的出现与发展，使人类社会的军事对抗

12、注入了空间因素。,美“大鸟”侦察卫星,中“巨浪2型”潜射洲际导弹,28,轰6 加油机,美国侦察卫星 拍摄的轰6加油机,陕飞 运8,29,空对地成像清晰度比较,0.1米,0.25米,0.5米,1米,30,1.2.3 航天技术与经济发展,航天研究与发展的产出是最前沿技术的产出，如卫星通信技术不仅改变了通信方式，同时也改变了通信服务品质和降低了长途通信的费用。 航天技术的发展，使经济结构、社会结构以及人类社会生活发生了巨大变化。,美“铱星”(Iridium)及其中发射,31,1.2.4 航天技术与社会生活,航天技术为人类全面、及时和准确的监测提供了技术上的可行性。 航天技术在现代社会中的应用及其广泛

13、。 卫星气象观测能获取全球范围昼夜连续气象记录. 卫星资源勘测为地球资源大面积普查提供了经济、有效的新手段。,32,空间微重力环境下的生物工程实验、药品制造、半导体材料制造。 航天技术提高了人类生活质量，改善了人类生活环境，还将发挥保护人类、保护地球的重要作用。,导航卫星(美GPS,俄Glonass,中,欧GalileoGiove, 中北斗 等)能提供全天时、全天候、连续实时的高精度定位和测量速度。,33,1.3 航天器的分类,图1.2 航天器分类,34,1.4 航天技术发展简史,火箭的诞生火药、原始火箭;969年(宋)冯继升，岳义方改进成固体火箭；1000年,唐福“施火药于箭首”的军用火箭；

14、(明) 火龙出水 等茅元仪.武备志 。 现代航天学和火箭理论的奠基人俄齐奥尔科夫斯基。 美戈达德(Robert H. Goddard，1882-1945)1925年11月成功进行了液氧火箭发动机试验。,1.4.1 火箭技术发展简史,35,德国奥伯特(Hermann Oberth, 1894-1989)和冯.布劳恩(Wernher von Braun,1912-1977)合作研究A4(V-2前身),也取得了显著成就。 近代火箭的鼻祖V-2火箭: 在此基础之上，二战后迅速发展。美苏相继发展了洲际导弹，奠定了现代火箭技术的基础。,36,1.4.2 美、俄航天技术发展概况,1957年812月，相继发射

15、了洲际导弹； 1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造卫星; 1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘坐“东方1”号飞船进入太空，绕地球飞行108分钟，开始了世界载人航天的新时代; 1969年7月20日，美国人阿姆斯特朗、奥尔德林、乘坐“阿波罗11”号飞船登月成功; 1981年4月，美国“哥伦比亚”号航天飞机试飞成功。,37,钱学森，浙江杭州人，1911年12月11日生于上海。1934年毕业于交通大学机械工程系，1935年赴美MIT和加州理工学院学习。1938年获博士学位。19471955年间任MIT和加利福尼亚理工学院教授。,中国运载火箭的奠基人,38,1955年回国，受命组建我

16、国第一个火箭研究院。在他的参与和组织下，1960年11月5日发射成功第一枚仿制的火箭，1964年6月29日中国第一枚自行设计中近程火箭飞行试验成功。1965年他建议制订人造卫星研制计划并列入国家任务，1970年4月24日，长征1号运载火箭把中国第一颗人造卫星送上太空遨游。 1991年获得国家“杰出贡献科学家”的殊荣。1999年，授予他“两弹一星功勋奖章”。 2006年10月获“中国航天事业50年最高荣誉奖” 。,钱学森 (1911.12.11-2009.10.31),39,1.4.3中国的航天技术,始于20世纪50年代，当时的第七机械工业部; 1970年4月24日，第一颗人造地球卫星“东方红一

17、号”发射成功; 1999年11月20日6点30分，中国载人航天第一艘无人试验飞船“神舟号”发射成功; 2003年10月15日 16日，中国第一艘载人飞船“神舟5号”发射成功,杨利伟成为中国航天第一人。 2005年, “神舟6号”宇宙飞船发射成功,费俊龙、聂海胜完成了第一次载人科学试验飞行。,40,2008年9月25日21时10分 ,“神舟7号”飞船发射成功。 翟志刚、景海鹏、刘伯明成为新的航天英雄。,41,1.5 航天技术的发展趋势,航天科技已成为一个国家科技、国民经济、国防现代化水平的重要标志之一。世界上有50多个国家正在参与开发，应用航天技术的国家遍布全球。“更快、更好、更省”。 航天活动

18、更注重实效； 提高国际市场竞争力； 提高航天器特别是应用卫星性能水平； 建立独立的军事航天体系； 国际合作、和平利用加强。,42,1.5.1 卫星发展的基本趋势 1. 通信广播卫星 呈全方位发展，即大、中、小卫星/高、中、低轨道并存。通信、广播、电视、数据中继等。 大静止轨道大型卫星，重量：57t；供电功率：1520kW；天线口径：1216m；200300个点波束。 中、小主要是个人和移动通信卫星，为中、低轨道。趋于模块化、集成化。采用星上处理、星间链接、多点波束等技术。如“铱”星系统，为66颗卫星组网而成。,43,1.5.1 卫星发展的基本趋势 2. 遥感类卫星 对地球和大气层各种特征和现象

19、加以观测。包括：气象卫星、地球资源卫星、环境监视卫星、海洋卫星、军事成像侦察卫星等。 发展趋势： 对大气、陆地、海洋实行整体观测，采用可见光、（近-中-远）红外、微波多种遥感技术，相互补充、验证。两种途径。 提高 动态观测的空间、时间分辨率，针对农作物生长、环境变化、自然灾害、军事动态等。分布式低轨星座系统。 应用合成孔径雷达、高分辨率光学遥感器。 对地观测有效载荷小型化、微型化。 分辨率达13m，拓展新的应用领域。,44,1.5.1 卫星发展的基本趋势 3. 导航定位卫星 实现对各种交通工具的导航定位、调度和管理。可应用于农业、地质、大地测量、改进武器性能等。 主要有： GPS（全球定位系统

20、），美 Glonass（全球导航卫星系统），俄 Galileo Giove（伽利略系统），欧、中 北斗系统（Compass），中,45,1.5.1 卫星发展的基本趋势 4. 小卫星 微电子、微机械、材料科学的发展，促进了卫星小型化发展趋势。 特点： 重量轻、体积小、成本低、性能高、研制周期短。 单任务和多任务功能兼备（单颗/组成分布式星座系统） 新设计思路、新技术、新管理模式、流水线化制造,46,1.5.2 空间运载工具的发展趋势 大型化、高可靠性、高经济性 大质量卫星比例上升； 小卫星前景广阔。 大型化： 高可靠性、低发射成本、无毒推进剂、近地轨道运载能力达20t。 按需发射： 小卫星技术要

21、求运载火箭按需发射。小型运载器需求增加。,47,1.5.2 空间运载工具的发展趋势(contd.1) 一次性运载工具为主 一次性使用运载器与重复使用运载器并存，前者为主。可重复使用运载器，特别是以火箭发动机为动力的单级入轨运载器，以其低运输费用、高操作效率等性能成为研发重点。,48,1.5.2 空间运载工具的发展趋势(contd.2) 运载火箭新技术的研究方向 总体结构：减少级数和发动机数量。通用化、模块化、系列化。 芯级动力：大推力氢氧火箭发动机。 控制系统：激光陀螺制导系统；基于总线技术的数字式电子系统。 先进材料：铝锂合金、复合材料；应用于可重复使用的运载器。,49,1.5.3 载人航天

22、和空间站的新发展 国际合作进一步加强。国际空间站（International Space Station）建设：,奋进号航天飞机眼中的国际空间站,又名“阿尔法空间站”，由美国于20世纪80年代提出建设。以1998年11月20日发射的国际空间站第一个组件功能货舱为标志，由美国、俄罗斯、欧洲空间局（英、爱、葡、奥、芬）、加拿大、日本、巴西等16个国家参与建设，现已基本建成。,50,国际空间站的总体设计采用桁架挂舱式结构，即以桁架为基本结构，增压舱和其它各种服务设施挂靠在桁架上。该结构能够加强空间站的刚度，并有利于各分系统和科学实验设备、仪器工作性能的正常发挥以及宇航员出舱装配与维修等。,国际空间站

23、规划,51,52,目前，空间站已建成“曙光”、“星辰”等个舱以及机械臂和太阳能电池等外部设施。最终建成的国际空间站将包括个实验舱、个居住舱、个节点舱以及平衡系统、供电系统、服务系统和运输系统，总重量约为吨。实验舱包括：美国个、欧洲航天局个、日本个、俄罗斯个（提供科研机柜）；在美日欧的实验舱中，共有个国际空间站有效载荷标准机架，其中美国实验舱内有个，日本舱内有个，欧洲航天局舱内有个。居住舱容积为立方米，有一个大气压，它包括有洗手间、卧室、厨房和医务设备。,53,美国富豪Charles Simonyi搭乘联盟TMA-10进入国际空间站，成为第5个太空游客。2007年4月22日返回。 耗资$ 25M

24、。2009年3月26日14:49，他搭乘联盟TMA-14重访国际空间站，并耗资$ 35M。,54,1.5.4 空间探测的发展趋势 以“更小、更快、更省”的方式进行。 月球探测 绕月飞行着月探测登月考察 建立月球基地开发月球资源 前苏联 美国，Apollo计划 我国的嫦娥工程，2007年“嫦娥1号”绕月 印度，“月球初航1号” “Chandrayaan-1” ，2007-2008年月球轨道探测器 日本，“月球-A”计划；2007.8“月亮女神” 探测器 奥地利、德国、乌克兰、巴西等,55,2006年2月13日，Ed Morana在美国加州纽曼郊外捕捉到国际空间站从月盘右下角向左上方快速飞掠的剪影

25、。,我国航天八院研制的月球车-2,56,月球探测,前苏联在19591968年期间发射了月球114号月球探测器，它们探测了月球的背面，进行了绕月飞行，实现了在月面的着陆。,月球2号1959年9月12日发射，两天后在月球表面的澄海硬着陆，首次实现了从地球到另一个天体的飞行。其科学仪器舱内的无线电通信装置，在撞击月球后便停止了工作。 同年10月4日发射了月球3号探测器，3天后环绕到月球背面，拍摄了第一张月球背面的照片，让人们首次看全了月球的面貌。 1966年1月31日发射的月球9号是首个实现月球软着陆的探测器。它经过79小时的长途飞行之后，在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。这个探测器重

26、1583千克，在到达距月面75千米时，重100千克的着陆舱与探测器本体分离，靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功。,57,月球探测,19691976年间，苏联发射了“月球”1524号探测器，相对于早期的“月球号”探测器，它成为月球的自动科学站。例如，“月球”16号探测器在到达月球后，用它自带的的小勺挖了0.12千克的月球岩石样品，并送回地面进行分析；“月球”17号携带了世界第一个无人驾驶的月球车，勘探了月球表面8万平方米的地域，进行了200多次的土样分析，并用X射线望远镜扫描天空，获取了大量资料；“月球”24号探测器携带的挖掘机从月球表面两米深处挖出了1千克岩石。这期间，苏联还成功地研制出功能

27、比较全的探测器“探测器”号，共发射了8颗，这8颗探测器各有各的职责。,58,前苏联月球探测“月球114”号情况,59,月球探测,美国为了“阿波罗计划”的实现，发射了三种系列的月球探测器徘徊者号、月球轨道环行器和月球勘探者号。 从1961年8月1965年3月，先后向月球发射了9颗“徘徊者号”探测器，主要目的是为了研究整个月球的外观，测量月球附近的辐射和星际等离子体等，检测月球轨道器，为阿波罗登月作准备。,60,Ranger Probe,61,月球探测,1965年5月1968年1月，美国共发射了7颗“勘测者”号探测器。“勘测者”1号成功地在月球软着陆，月面停留6周，向地面发回11237幅图片。“勘

28、测者”2号坠毁于月面。“勘测者”3号发回6300幅图片，使用铲子挖掘土壤，深度达18厘米，通过观察和读数显示月面的土壤与地球的海边沙滩相似，适于登月舱着陆。“勘测者”4号在着陆前几分钟与地面失去了联系。“勘测者”5号采用放射性同位素方法分析了月壤组成；“勘测者”6号发回了18006幅电视画面，并作了第一次土壤化学分析。,62,月球探测,1966.81968.1，美国发射了5颗“月球轨道飞行器”，对月面99的区域进行了探测。拍摄了大量高分辨率的照片，选出了10个可供“阿波罗”飞船着陆的候选登月点。还获得许多月球表面的放射性、矿物含量和月球引力场等有用数据。,“勘测者”7号实地地调查了“阿波罗”飞

29、船的登月点和具有代表性的月面，发回了21000幅图片，证明有足够的支撑硬度，可以保证载人“阿波罗”飞船降落，也显示月面上有一些碎石，可能防碍载人着陆。,63,Surveyor Probe,Lunar Orbiter,64,Apollo计划登月工程,阿波罗计划是美国NASA在20世纪六七十年代组织实施的载人登月工程。采用月球轨道交会法，用强大的“土星”五型运载火箭把50 t重的航天器送入月球轨道。 航天器装有较小的火箭发动机，接近月球时能使航天器减速进入绕月轨道。航天器的一部分装有火箭发动机的登月舱能脱离航天器，载着宇航员登上月球，并返回绕月轨道与“阿波罗”航天器结合。,65,Apollo11飞

30、船发射与其登月舱,66,1969年7月“阿波罗11号” 在月球着陆，阿姆斯特朗成为登陆月球第一人。随后3年多时间里，“阿波罗计划”又先后进行了6次载人登月飞行，其中1970年4月发射的“阿波罗13号”，虽因氧气瓶爆炸发生事故，但仍然安全回到了地球 。到1972年12月的Apollo17为止，共12名宇航员登月。,工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11 a，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有20 000家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。,67,阿姆斯特朗（Neil Alden Armstrong）和 奥尔德林（Edwin

31、 Eugene Aldrin, Jr.）于1969年7月20日登月成功。,（Michael Collins，1930.10.31-）,68,登月“疑问”,质疑方：飘扬的旗帜 正言方：有横杆，无阻尼,Ralph Rene NASA Mooned America！,Aldrin的身体投影（A） 比Armstrong的过长,69,宇航服的右侧（B）部位应该非常暗，因为在月球上光的明暗度比较是非常强的。月球上没有空气影响光，所有照片应该明暗清析。背景过强（C）；面罩上部有反光物体（D）,NASA声称这个东西（E）是飞行器的阴影。这张照片是在离月球表面95公里的距离拍摄的。,70,当Apollo-14号

32、：登月舱Antares落在月表时，支脚下无坑（F）。有一个类似脚印在登月舱左侧（G），但此前没有人来过这里。,登月舱左侧United States很清晰（H）,Apollo-16. 天空无星星(J);登月舱的阴影侧标记的美国国旗和UnitedStates非常清楚(K)，但周围金箔却黑暗不可见,71,Apollo-12号 头顶应为不可见（L）；疑为多光源（M）；反光强烈（N）,Apollo-16号 十字线破损（P）；石头上C字（R）；辙印与脚印（S）,72,重返月球,美国计划在2018年之前向月球派遣4名宇航员，这一行动是实现载人火星探险计划第一步。将在月球上建立航天前哨和发电站，并为未来往返月

33、球选择合适的地理位置。,1994年和1998年，美国成功发射“克莱门汀”和“月球勘探者”号月球探测器，对月球形貌、资源、水冰等进行了探测，标志“又快、又好、又省”的月球探测新时代的开始。,73,SMART-1,欧洲航天局2003年9月27日发射的第一个月球探测器。“智能1号”是个长宽高1米多的立方体，太阳能帆板展开为14米，提供的电力为1.9kW，有效载荷仅为19kg，却包括用于完成10多项技术试验和科学研究的仪器设备。,探测器的造价约为1.08亿美元，整个项目花费仅1.4亿美元。,74,SMART-1,俄美日在探月活动上虽走在前面，但是其探测器的动力装置都是采用化学火箭,“智能1号”(SMA

34、RT-1) 是世界上第一个利用太阳能“电火箭”，使用氙气燃料。太阳能离子发动机可将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体原子，从尾部喷射出高速氙离子流，从而为探测器提供动力。作为主要推进系统进行远距离飞行的航天器，燃料的效率比普通化学燃料发动机高10倍，只消耗了大约70公斤燃料。,75,2006年9月3日，“智能1号”以7000公里的时速完成了撞击月球的最后任务，科学家将从它激起的尘埃中寻找月球起源之谜的答案。,年月日由欧洲阿丽亚娜型火箭搭载从法属圭亚那的库鲁航天发射中心升空。经过近个月的飞行，探测器于年月日进入月球“大门” 此后探测器不断调整位置并逐渐进入预定月球观测轨道。,76,日本,月

35、亮女神(SELENE),日本月亮女神,发射时间：北京时间2007年9月14日9:31 发射地点：日本种子岛宇宙中心； 名称来历：“月亮女神”又名“辉夜姬”，名称由日本公众选出。SELENE是“月球学与工程探测器” 的英文缩写.,研究月球的起源和演变； 获得月球表面环境信息； 在月球轨道上进行电波学研究。,77,“地落”连续照片,1959年，苏联发射的“月球3号”拍摄的月球背面,“月亮女神”拍摄的地球,78,中国，嫦娥1号,2007年10月24日发射成功。,79,嫦娥1号负担4项科学任务：拍摄三维月球地形图； 探测月球特殊元素分布； 探测月壤厚度及氦-3储量；探测距地球40万km的空间环境。,2

36、008年3月1日16时13分10秒成功撞月。,80,嫦娥1号拍摄的月球背面和极区影像,81,其他探月计划,印度“月球初航1号” (Chandrayaan-1),又称“月船1号”2008年10月22日6时22分，由极轨卫星运载火箭（PSLV-XL）发射成功。 总重1.38吨，带有6个国家的11个有效载荷。,在轨发射“月球”撞击探测器,82,其他探月计划,印度“月球初航1号” (Chandrayaan-1) 特色标签：省钱计划耗资最少 携带NASA的两个科学装置：一个是微型合成孔径雷达（SAR），负责探测月球极地的冰质沉积；另一个是月球矿物测绘仪，负责评估月球上的矿物资源。 作为印度第一个小型无人

37、绕月探测器，“月球初航1号”计划在两年的绕月飞行中制作高清晰的月球地图，并对月球两极是否存在水进行初步探索。完成任务后将撞击月球，以便激起月球土壤，获取矿物质和水的科学数据。 “月球初航1号”探月计划预算8860万美元，实际耗资仅为39亿卢比（8300万美元），是各国探月计划中最少的。,83,拍摄到月球表面3D图像,Mini-RF雷达拍到的霍沃斯陨坑,2009年8月29日1时30分与地面失去无线电联系。,84,“月船1号”的发射是印度于2003年提出的“登月计划”的第一步。 印度空间研究组织准备在2011年实施“月船2号”项目，使一个机器人车在月球表面实现软着陆。第三步，2025年实现印度宇航

38、员登月。另外，印度还计划2015年将首名宇航员送入太空。,85,月球环形山观测与感知卫星(LCROSS) (计划发射时间)2008年10月（推迟至2009.6.19） 特色标签：壮烈连续两次“自杀式”撞击 美国NASA同时发射“月球环形山观测与感知卫星”（Lunar Crater Observation and Sensing Satellite）和“月球勘测轨道飞行器”（LRO）两个探测器。 2009.6.19,当“LCROSS”飞过月球南极上空时，卫星顶端重约2吨的一个火箭助推器将在耗尽燃料后被弹射出去，以9000公里的时速砸向月球南极沙克尔顿环形山，并将激起约1000吨重、64公里高的尘

39、埃和碎片，人们在地球上借助望远镜就可目睹“盛况”。,其他探月计划,86,月球环形山观测与感知卫星(LCROSS) 撞击后，“LCROSS”将穿过尘埃，用红外摄像机和分光计对其进行扫描，分析它的组成部分，并将结果发送回地球。约15分钟之后，当卫星已将所得信息传回地球后，近1吨重的卫星自身也会以每秒2.5公里的速度撞向月球南极。第二次撞击所溅出的物质，将由“月球勘测轨道飞行器”（LRO，Lunar Reconnaissance Orbiter ）和地面天文设施观测研究。,其他探月计划,87,英国无人驾驶探测器 (预计发射时间)2010年 特色标签：凶狠“射钉”入月球2米 英国国家航天中心希望在20

40、10年前向月球发射两个无人驾驶探测器。 第一个探测器的名字叫“月球耙子”。 它将以软着陆的方式降落到月球表面，对月球的尘土和岩石进行分析，寻找水和有机物存在的痕迹。 第二个探测器叫“月球莱特”。该探测器在接近月球后将沿月球轨道飞行，然后向月球发射出4枚“射钉”，深深地射入月球表面。“射钉”的任务是通过对月球地震信息和温度信息的收集，分析月球的表面构造。,其他探月计划,88,俄罗斯“渗透者”月球探测器 (预计发射时间)2012年前后 特色标签：庞大一次发射13个探测器 俄罗斯联邦航天署计划在2012年进行苏联解体后的首次探月发射 ,“渗透者” 探测器。 采用一种无人飞船，由母船及其携带的三种型号

41、的13个“渗透者”探测器组成，其中包括10个高速探测器，2个低速探测器和1个极地站探测器。它们将飞抵月球的不同区域，构成一个探测网络。高速探测器和低速探测器上携带有地震监测仪，它们采集到的数据对于了解月球的起源有着重要的意义。而极地站上装有质量光谱仪和中子光谱仪，用于寻找水的痕迹。母船将始终驻留在月球的极轨道上，探测器发出的信号将传送回地球。,其他探月计划,89,德国月球轨道探测器 (预计发射时间)2013年 特色标签：轻巧主卫星重500公斤 航空技术曾领先全球的德国也将从月球起步重拾太空强国梦。 德国宇航中心将“绕开”欧洲航天局，独自在2013年前后发射一个携带高分辨率摄像头的月球轨道探测器

42、。将环绕月球运行4年，为制作世界上第一张详细的月球地图收集资料。 这个月球轨道探测器主卫星重500kg，次卫星只有150kg。主卫星携带一个微波雷达，可“窥探”月球表面下几百米的深度，以协助科学家搞清楚月球上的岩石和微粒分布。德国还计划在2020年前发射能够对月球土壤取样的无人探测器。,其他探月计划,90,1.5.4 空间探测的发展趋势（contd.） 火星探测 火星上是否有水?是否有生命? 火星探测有助于开拓人类新的生存空间。 1877年8月，意大利天文学家斯基帕雷利(Giovanni Virginio Schiaparelli ,1835.3.14-1910.7.4) 在观测火星时认为火星

43、表面的许多条纹可能是人工运河，从此有关“火星生命”的谈论通过科幻故事广为流传。 人类很可能会在2015年左右登陆火星，这个距离地球1.9亿公里的行星离我们“越来越近”。,91,火星探测 以前苏联1962年11月发射的“火星1”号为标志，火星探测已经历了40多年。人类共计划了30多次探测计划，但其中的2/3均告失败。 20世纪的火星探测计划分4步骤： 探测器掠过发射人造火星卫星 探测器软着陆火星漫游车考察,火星素有“航天器坟场”之称。世界各国发射的昂贵探测器曾11次试图在火星着陆，只有5次成功。如1999年，美国发射的“火星气候轨道飞行器”和“火星极地着陆者”探测器，一个在火星大气层中烧掉，一个撞到火星上坠毁。,92,火星探测历程,1960年10月10日，苏联向火星发射了第一枚探测器。4天以后，发射了第二枚。这两枚先行者却连地球轨道都没能到达。 1962年10月24日，当火星又一次运行到合适的位置时，苏联的第三枚火星探测器升空，然而这次它只达了环绕地球的轨道而已。 1962年11月1日，前苏联发射了火星1号，探测器成功进入了前往火星的