深空探测
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
信科1班 王俊豪 201330120123
返回舱展示
火星采样返回 （第一次）
载人技术演示
载人月球任务
第一次载人任务的 货运基础
火星生物学
火 星 采 样 返 回技术先驱任务 （第二次）
机器人登陆 火星任务
第一次载人 火星任务
• 深空探测成为热点
– 美国将重新登月，并计划前往火星 – 中国“嫦娥”一号 – 俄罗斯、欧洲、日本、印度等也有各自的计划
“金星”7号
深空探测的历程
• 对金星的探索
–1962年7月，美国“水手”1 号发射，失败 –1962年8月， “水手”2号 发射，距金星34800千米处 飞过 –1989年5月发射麦哲伦号， 给金星表面98％的地方制作 了地图，分辨率为300米， 还给这颗行星做了95％的重 力场图。
“水手”2号
深空探测的历程
CE-1概述
关键技术
（1）卫星的姿态控制。因为“嫦娥一号”在正常探测时，卫星大部 分探测仪器需要对准月面，卫星太阳帆板要对准太阳，卫星数传天线 要对准地球，这种技术在以前的绕地卫星飞行器当中还没有使用过。 （2）远距离的通讯。由于地月之间距离接近四十万公里，要完成这 么远距离通讯，涉及到卫星上的天线要对准地球，卫星上的放大器要 有足够的功率，地面接收站要有足够大直径的天线。这些技术都是中 国航天所首次遇到，有一定难度。 （3）探测仪器。卫星所载探测仪器都是根据这次科学目标新研制而 成，它在后续的工作中是否能够正常工作要面临考验。 （4）工作一年。“嫦娥一号”卫星设计的探测任务是工作一年，这 一年工作当中对于卫星及星载各种仪器设备的可靠性也是一个考验。
深空探测的历程
中国的探月工程
“嫦娥工程”分为“绕、落、回” 三个阶段。 第一阶段绕月探测（2004年— 2007年），研制发射一枚月球 探测卫星—“嫦娥一号”，实现 环绕月球飞行探测。 第二阶段，月面软着落探察和 月面巡视勘察（2007～2010 年）。研制发射月球探测器， 它包括月球软着陆器、月面巡 视车和自动机器人。 第三阶段，月面自动取样返回 （2010～2020年或稍后）。研 制发射月球车，到月面巡视勘 察和取样返回。
• 对火星的探索
Байду номын сангаас–美国的火星探测
• 1964年，“水手”3号，失败。 • “水手”4号，水手3号的姐妹探测 器，于1965年到达火星，在路过的 途中拍摄了火星表面22张近距照。 探测器发现了那里是个环形山世界， 大气层比预计的稀薄得多。科学家 由此总结出火星无论是从地质学还 是生物学角度看，都是一颗“死” 星。
深空探测的历程
• 对金星的探索
– 对金星的逐步认识
• 望远镜观测－“沼泽地” • 光谱学观测 • 射电望远镜观测
– 1961年2月，前苏联发射了“人造卫 星”7号和“金星”1号探测器，失 败 – 1962年8月， “人造卫星”19号， 失败 – 1967年6月，“金星”4号，成功着 陆金星表面 – 1970年8月， “金星”7号，软着陆 成功，测得温度447度和气压为90 个大气压
深空探测的历程
• 月球探测
–1990年1月24日，日本发射了飞天号探测器，该探测器 的主要任务是验证借助月球引力的飞行技术和进入绕月 轨道的精确控制技术，飞行中飞天号还释放了绕月飞行 的微型羽衣号探测器。 –1994年1月21日，美国发射了克莱门汀号探测器。该探 测器在对月球南极进行探测时，首次发现月球南极可能 存在水的直接证据。 –1998年1月7日，美国发射了月球勘探者环月探测器，它 的主要任务是寻找月球上的水。月球勘探者号完成绕月 探测使命后，高速撞向月球上可能存在水冰的区域，以 便通过巨大撞击能量产生水汽云，以进一步证明水的存 在，但最终地面和太空中的望远镜都没有观测到期待的 水汽云。
• 深空探测的含义
– 对太阳系内除地球以外的行星及其卫星、小行星、彗星等 的探测，以及太阳系以外的银河系乃至整个宇宙的探测
• 深空探测的目标
– – – – 利用空间资源 扩展生存空间 探索太阳系和宇宙的起源和演化 为人类的可持续发展服务
• 深空探测的意义
– – – – – 地球如何起源与演变 行星和太阳系究竟是如何形成和演化 人类是不是宇宙中唯一的生命 地球的未来将如何 从现实和长远来看，对深空的探测和开发具有 十分重要的科学和经济意义。深空探测将是21 世纪人类进行空间资源开发与利用、空间科学 与技术创新的重要途径。
深空探测的历程
• 中国的探月工程
– “嫦娥工程”是我国深空探测计划的至关重要的 第一步。其四大科学目标是：
• 1、获取月球表面三维影像； • 2、分析月球表面14种元素含量和物质类型的分布； • 3、探测月壤特性； • 4、探测地月空间环境。
嫦娥探月工程
嫦娥一号卫星的工作轨道 调相轨道 地月转移轨道 月球捕获轨道 环月工作轨道
•
•
•
深空探测的主要方式 – 飞越探测 – 环绕探测 – 硬着陆探测 – 软着陆探测 – 载人探测 深空探测活动的构成 – 深空探测器系统：有效载荷、结构、电源、热控、测控、数管、推 进、GNC – 运载火箭系统 – 发射场系统：测试、发射 – 测控通信系统：跟踪、测量、控制 – 地面应用系统 深空探测器与人造卫星技术区别 – 能源、通信、导航与控制
嫦娥探月工程概述
嫦娥探月工程
整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段 第一步：2007年10月24日发射 探月卫星“嫦娥一号”，对月 球表面环境、地貌、地形、地
质构造与物理场进行探测。
CE-1概述
嫦娥探月工程
整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段
[第二步] 目标是研制和 发射航天器，以软着陆的方
深空探测的历程
• 月球探测
– 全世界进行过月球探测的国家和地区有美国、前苏联/俄罗斯、欧 洲和日本。已经开展月球探测活动123次，其中美国56次、包括10 次载人月球探测，成功37次，失败19次，成功率66%。俄罗斯64 次，成功21次，失败43次。欧洲1次，日本2次，中国和印度各一 次。
• 月球探测的趋势与前景：
– 未来的月球探测将主要侧重于：①月球能源资源的全球分布与利 用；②月球矿产资源的全球分布和利用；③月球特殊空间环境资 源（超高真空、无大气活动、无磁场、地质构造稳定、弱重力、 超洁净）的开发利用， 建立月基天文台，建立特殊生物制品和特 种新型材料生产基地，建立基础科学实验室等；④建立月球长期 居留基地并利用月球进行深空探测的方案与逐步实施。 – 月球将为人类社会提供长期、稳定、廉价和洁净的核聚变燃料 – 月球的金属矿产资源将是地球资源的重要储备和支撑 – 月球表面特殊空间环境的利用
式降落在月球上进行探测。
使用降落在月面上的巡视车、 自动机器人探测着陆区岩石
与矿物成分，测定着陆点的
热流和周围环境。
CE-1概述
嫦娥探月工程
整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段
[第三步] 2011至2020年，目标
是月面巡视勘察与采样返回，为下 一步载人登月探测、建立月球前哨 站的选址提供数据资料。
– 2003年9月，欧洲成功发射了它的第一颗月球探测器--智慧1号， 标志着欧洲探月活动正式开始。智慧1号2005年3月进入预定 的环月轨道，2006年9月3日撞击月球优湖地区，在此期间取 得了丰富的科学成果。该探测器采用了太阳能电火箭等多项 新技术 – 2007年9月日本发射“月亮女神”(SELENE)。 “月亮女神” 共携带荧光X射线分光计、月球雷达测深器等14台观测仪器， 这些仪器可探测月球表面元素和岩石的分布、月球重力场分 布以及到达月球表面的宇宙射线等，帮助专家揭示月球的诞 生和演化之谜。 – 2007年10月，中国发射“嫦娥一号”。 – 2008年4月，印度发射“月球初航1号” (Chandrayaan-1)。 “月球初航1号”重590公斤，并携带“冲击者”登月舱。除 此之外，“月球初航1号”将携带NASA的两个科学装置：一 个是微型合成孔径雷达，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。
深空探测的历程
• 月球探测
– 1959年1月2日，前苏联发射了月球1 号探测器。月球1号从距离月球表面 5000多千米处飞过，并在飞行过程 中测量了月球磁场、宇宙射线等数 据，这是人类首颗抵达月球附近的 探测器。 – 1969年7月16日至24日，人类完成了 首次登月任务。3名美国航天员乘坐 的阿波罗11号飞船于7月20日在月面 静海区着陆，人类的足迹第一次印 在了月球上。
“水手”4号
深空探测的历程
• 对火星的探索
–美国的火星探测
• 1996年，火星全球勘探者号和火星探路者号 ，发现火星两极存在 冰，以漫游车方式探测，对取得巨大成功。 • 1998年，火星气候轨道器和火星极地着陆器，失败 • 2001年，火星奥德赛，南极图像表面火星上有大量的冰 • 2003年，火星漫游者，将勇气号和机遇号两辆火星车送往火星， 对火星这颗行星进行实地考察。 • 2005年，火星勘测轨道飞行器，以前所未有的照相机分辨率对火 星这颗红色行星进行详细考察，并且为往后的火星地表任务寻找 适合的登陆地点 • 2007年，凤凰号火星探测器，对火星的极地环境进行探测，寻找 火星北极土壤中可能存在的生命特征
返回舱展示
火星采样返回 （第一次）
载人技术演示
载人月球任务
第一次载人任务的 货运基础
火星生物学
火 星 采 样 返 回技术先驱任务 （第二次）
机器人登陆 火星任务
第一次载人 火星任务
• 深空探测成为热点
– 美国将重新登月，并计划前往火星 – 中国“嫦娥”一号 – 俄罗斯、欧洲、日本、印度等也有各自的计划
“金星”7号
深空探测的历程
• 对金星的探索
–1962年7月，美国“水手”1 号发射，失败 –1962年8月， “水手”2号 发射，距金星34800千米处 飞过 –1989年5月发射麦哲伦号， 给金星表面98％的地方制作 了地图，分辨率为300米， 还给这颗行星做了95％的重 力场图。
“水手”2号
深空探测的历程
CE-1概述
关键技术
（1）卫星的姿态控制。因为“嫦娥一号”在正常探测时，卫星大部 分探测仪器需要对准月面，卫星太阳帆板要对准太阳，卫星数传天线 要对准地球，这种技术在以前的绕地卫星飞行器当中还没有使用过。 （2）远距离的通讯。由于地月之间距离接近四十万公里，要完成这 么远距离通讯，涉及到卫星上的天线要对准地球，卫星上的放大器要 有足够的功率，地面接收站要有足够大直径的天线。这些技术都是中 国航天所首次遇到，有一定难度。 （3）探测仪器。卫星所载探测仪器都是根据这次科学目标新研制而 成，它在后续的工作中是否能够正常工作要面临考验。 （4）工作一年。“嫦娥一号”卫星设计的探测任务是工作一年，这 一年工作当中对于卫星及星载各种仪器设备的可靠性也是一个考验。
深空探测的历程
中国的探月工程
“嫦娥工程”分为“绕、落、回” 三个阶段。 第一阶段绕月探测（2004年— 2007年），研制发射一枚月球 探测卫星—“嫦娥一号”，实现 环绕月球飞行探测。 第二阶段，月面软着落探察和 月面巡视勘察（2007～2010 年）。研制发射月球探测器， 它包括月球软着陆器、月面巡 视车和自动机器人。 第三阶段，月面自动取样返回 （2010～2020年或稍后）。研 制发射月球车，到月面巡视勘 察和取样返回。
• 对火星的探索
Байду номын сангаас–美国的火星探测
• 1964年，“水手”3号，失败。 • “水手”4号，水手3号的姐妹探测 器，于1965年到达火星，在路过的 途中拍摄了火星表面22张近距照。 探测器发现了那里是个环形山世界， 大气层比预计的稀薄得多。科学家 由此总结出火星无论是从地质学还 是生物学角度看，都是一颗“死” 星。
深空探测的历程
• 对金星的探索
– 对金星的逐步认识
• 望远镜观测－“沼泽地” • 光谱学观测 • 射电望远镜观测
– 1961年2月，前苏联发射了“人造卫 星”7号和“金星”1号探测器，失 败 – 1962年8月， “人造卫星”19号， 失败 – 1967年6月，“金星”4号，成功着 陆金星表面 – 1970年8月， “金星”7号，软着陆 成功，测得温度447度和气压为90 个大气压
深空探测的历程
• 月球探测
–1990年1月24日，日本发射了飞天号探测器，该探测器 的主要任务是验证借助月球引力的飞行技术和进入绕月 轨道的精确控制技术，飞行中飞天号还释放了绕月飞行 的微型羽衣号探测器。 –1994年1月21日，美国发射了克莱门汀号探测器。该探 测器在对月球南极进行探测时，首次发现月球南极可能 存在水的直接证据。 –1998年1月7日，美国发射了月球勘探者环月探测器，它 的主要任务是寻找月球上的水。月球勘探者号完成绕月 探测使命后，高速撞向月球上可能存在水冰的区域，以 便通过巨大撞击能量产生水汽云，以进一步证明水的存 在，但最终地面和太空中的望远镜都没有观测到期待的 水汽云。
• 深空探测的含义
– 对太阳系内除地球以外的行星及其卫星、小行星、彗星等 的探测，以及太阳系以外的银河系乃至整个宇宙的探测
• 深空探测的目标
– – – – 利用空间资源 扩展生存空间 探索太阳系和宇宙的起源和演化 为人类的可持续发展服务
• 深空探测的意义
– – – – – 地球如何起源与演变 行星和太阳系究竟是如何形成和演化 人类是不是宇宙中唯一的生命 地球的未来将如何 从现实和长远来看，对深空的探测和开发具有 十分重要的科学和经济意义。深空探测将是21 世纪人类进行空间资源开发与利用、空间科学 与技术创新的重要途径。
深空探测的历程
• 中国的探月工程
– “嫦娥工程”是我国深空探测计划的至关重要的 第一步。其四大科学目标是：
• 1、获取月球表面三维影像； • 2、分析月球表面14种元素含量和物质类型的分布； • 3、探测月壤特性； • 4、探测地月空间环境。
嫦娥探月工程
嫦娥一号卫星的工作轨道 调相轨道 地月转移轨道 月球捕获轨道 环月工作轨道
•
•
•
深空探测的主要方式 – 飞越探测 – 环绕探测 – 硬着陆探测 – 软着陆探测 – 载人探测 深空探测活动的构成 – 深空探测器系统：有效载荷、结构、电源、热控、测控、数管、推 进、GNC – 运载火箭系统 – 发射场系统：测试、发射 – 测控通信系统：跟踪、测量、控制 – 地面应用系统 深空探测器与人造卫星技术区别 – 能源、通信、导航与控制
嫦娥探月工程概述
嫦娥探月工程
整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段 第一步：2007年10月24日发射 探月卫星“嫦娥一号”，对月 球表面环境、地貌、地形、地
质构造与物理场进行探测。
CE-1概述
嫦娥探月工程
整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段
[第二步] 目标是研制和 发射航天器，以软着陆的方
深空探测的历程
• 月球探测
– 全世界进行过月球探测的国家和地区有美国、前苏联/俄罗斯、欧 洲和日本。已经开展月球探测活动123次，其中美国56次、包括10 次载人月球探测，成功37次，失败19次，成功率66%。俄罗斯64 次，成功21次，失败43次。欧洲1次，日本2次，中国和印度各一 次。
• 月球探测的趋势与前景：
– 未来的月球探测将主要侧重于：①月球能源资源的全球分布与利 用；②月球矿产资源的全球分布和利用；③月球特殊空间环境资 源（超高真空、无大气活动、无磁场、地质构造稳定、弱重力、 超洁净）的开发利用， 建立月基天文台，建立特殊生物制品和特 种新型材料生产基地，建立基础科学实验室等；④建立月球长期 居留基地并利用月球进行深空探测的方案与逐步实施。 – 月球将为人类社会提供长期、稳定、廉价和洁净的核聚变燃料 – 月球的金属矿产资源将是地球资源的重要储备和支撑 – 月球表面特殊空间环境的利用
式降落在月球上进行探测。
使用降落在月面上的巡视车、 自动机器人探测着陆区岩石
与矿物成分，测定着陆点的
热流和周围环境。
CE-1概述
嫦娥探月工程
整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段
[第三步] 2011至2020年，目标
是月面巡视勘察与采样返回，为下 一步载人登月探测、建立月球前哨 站的选址提供数据资料。
– 2003年9月，欧洲成功发射了它的第一颗月球探测器--智慧1号， 标志着欧洲探月活动正式开始。智慧1号2005年3月进入预定 的环月轨道，2006年9月3日撞击月球优湖地区，在此期间取 得了丰富的科学成果。该探测器采用了太阳能电火箭等多项 新技术 – 2007年9月日本发射“月亮女神”(SELENE)。 “月亮女神” 共携带荧光X射线分光计、月球雷达测深器等14台观测仪器， 这些仪器可探测月球表面元素和岩石的分布、月球重力场分 布以及到达月球表面的宇宙射线等，帮助专家揭示月球的诞 生和演化之谜。 – 2007年10月，中国发射“嫦娥一号”。 – 2008年4月，印度发射“月球初航1号” (Chandrayaan-1)。 “月球初航1号”重590公斤，并携带“冲击者”登月舱。除 此之外，“月球初航1号”将携带NASA的两个科学装置：一 个是微型合成孔径雷达，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。
深空探测的历程
• 月球探测
– 1959年1月2日，前苏联发射了月球1 号探测器。月球1号从距离月球表面 5000多千米处飞过，并在飞行过程 中测量了月球磁场、宇宙射线等数 据，这是人类首颗抵达月球附近的 探测器。 – 1969年7月16日至24日，人类完成了 首次登月任务。3名美国航天员乘坐 的阿波罗11号飞船于7月20日在月面 静海区着陆，人类的足迹第一次印 在了月球上。
“水手”4号
深空探测的历程
• 对火星的探索
–美国的火星探测
• 1996年，火星全球勘探者号和火星探路者号 ，发现火星两极存在 冰，以漫游车方式探测，对取得巨大成功。 • 1998年，火星气候轨道器和火星极地着陆器，失败 • 2001年，火星奥德赛，南极图像表面火星上有大量的冰 • 2003年，火星漫游者，将勇气号和机遇号两辆火星车送往火星， 对火星这颗行星进行实地考察。 • 2005年，火星勘测轨道飞行器，以前所未有的照相机分辨率对火 星这颗红色行星进行详细考察，并且为往后的火星地表任务寻找 适合的登陆地点 • 2007年，凤凰号火星探测器，对火星的极地环境进行探测，寻找 火星北极土壤中可能存在的生命特征