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日本1990年发射的第一个月球探测器飞天号(图)

作者:未知  来源:网易探索   更新:2007-9-15 19:59:23  点击:  切换到繁體中文

日本“飞天”科学探测卫星

“飞天”原称“缪斯”A,发射于1990年1月24日,是日本原宇宙科学研究所(ISAS)研制的一个绕地球做轨道飞行的探测卫星,主要用于试验和验证未来月球和行星探测所需的技术。它带有一个称为“造箭室”的小卫星。“造箭室”被释放到绕月球飞行的轨道,而“飞天”自己则进入一条大椭圆地球轨道。在这条轨道上,“飞天”10次从月球旁边飞过,最终还进入了月球轨道。1993年4月10日,“飞天”有意坠毁在月面上,结束了它的探测使命。

“飞天”探测任务的主要目标是:

·试验借助月球引力控制轨道的技术;

·将一颗子卫星送入月球轨道;

·进行自旋稳定航天器的光学导航试验;

·试验星上容错计算机和分包遥测技术;

·进行地-月空间气动制动试验;

·探测和测量微流星体粒子的质量和速度。

该项任务后来又增加了三个后续目标,即让“飞天”运行到地-月系统的L4和L5拉格朗日点、绕月球做轨道飞行和在月面上进行硬着陆。

“飞天”呈圆筒形,直径1.4米,高0.8米。小多面体形的“造箭室”月球轨道器安装在它的顶部。“飞天”加满燃料后重197公斤,包括42公斤重的肼燃料和12公斤重的“造箭室”轨道器。它的电力需求为110瓦,由探测器筒体表面上的太阳能电池提供,另由一小型星上蓄电池提供备份。探测器以10~20.5转/分的速度进行自旋稳定。推进和姿态控制由8台23牛和4台3牛肼推力器、两台旋转型太阳视角敏感器、一台星扫描器、一台可变向地平穿越标识器、3台加速度计、一台章动阻尼器和包括星上处理器在内的控制电子器件提供。由两台CCD图像探测器组成、用于探测月球和明亮的恒星的光学导航分系统也进行了试验。

通信采用从探测器底面伸出、工作于X和S波段的一部中等增益共线阵天线和两部S波段交叉偶极子全向低增益天线进行。两部S波段低增益天线分别安装在探测器顶部和底部。下行通信通过星上X和S波段发射机进行,每台发射机有两种功率水平。S波段上行通信采用两台接收机,一台与低增益天线相连,另一台连向中等增益天线。来自地面站的指令以1千比/秒的速度传送。星上指令计算机包括三个独立的处理器单元,总容量为2兆比ROM(只读存储器)和512千比RAM(随机存取存储器)。

“飞天”是由M-3S-2运载火箭从鹿儿岛航天中心发射到大椭圆轨道的。它的入轨速度比额定值低了50米/秒,导致远地点只有29万公里,而不是预定的47.6万公里。探测器经多次轨道修正机动后才进入了原定轨道。1990年3月18日,当“飞天”即将做首次月球飞越时,小型“造箭室”轨道器被部署到月球轨道上,使日本成为第三个实现月球轨道飞行的国家。虽然“造箭室”上的发射机于1990年2月21日失效,但日本通过地面观测证实了其减速火箭的点火工作,轨道高度估计为7400公里×20000公里,周期2.01天。6秒后,“飞天”达到其与月球的最近飞越距离,即16472.4公里。

“飞天”此后又进行了一系列机动,以模拟后来“地磁尾”探测器(1992年7月发射)的预定飞行轨道。到1991年3月4日,“飞天”又完成了7次月球飞越,随后开始执行气动制动试验任务。1991年3月19日,“飞天”在太平洋上空125.5公里的高空以11公里/秒的速度飞入地球大气层,利用大气阻力把速度降低了1.712米/秒,把远地点高度降低了8665公里。这是气动制动首次被用来调整接近于逃逸速度的航天器的轨道。同年3月20日,该卫星在120公里的高度上再次进行了气动制动,使速度降低了2.8米/秒,远地点降低了14000公里。至此,“飞天”A的主要任务宣告结束,开始执行下一项任务。此后,它又第9次进行月球飞越,借此把远地点高度抬升到153.2万公里。1991年10月2日,“飞天”第10次飞越月球,从而进入一条途经L4和L5稳定天平动点的更大的轨道,以搜寻被捕获的尘埃粒子。但它并未发现那里的粒子数量有明显增加。1992年2月15日,在飞到距月球422公里的最近距离时,“飞天”利用所剩燃料进入月球轨道。1993年4月10日,它利用仅有的燃料坠毁到月面上。


 

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