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俄罗斯计划实施雄心勃勃的无人月球探测计划
2007-10-23 14:26

中国日报网环球在线消息:俄罗斯曾是无人月球探测的先锋,但在太空竞赛失败和前苏联解体后,这种探测活动已搁置多年。目前,俄罗斯开始规划一项长达30年的月球探测计划。

这项计划目前已进入初步设计阶段,将包括一个月球轨道器,它将在月球表面不同地区同时部署13个探测器。其中将有2个穿透器射向阿波罗11号和12号飞船的着陆地点,在37年前美国航天员载人探测和仪器探测的基础上,获取亚表面数据。另有10个高速穿透器布撒在月球表面,构成一个月震网络,用以收集有关月球起源的证据。穿透器的母船将向南极月坑释放一个软着陆器,搜寻水冰的证据,为将于2008年在同一地区实施的美国“月坑观测和敏感”撞击器任务补充数据。

这项新的月球任务是俄罗斯将于2012年开始实施的航天规划的一部分。通过这项月球飞行任务,俄罗斯最终将与美国、中国、印度、日本和欧洲一起加入到新的月球探索中。不过,这项计划还会受到预算和技术风险的制约。

这项月球任务将是在2009年俄罗斯火卫一取样返回飞行之后,作为俄罗斯无人行星探索的更新组成部分。这两项任务的科学目标都与太阳系天体的形成有关。火卫一任务将帮助确定关于它是一颗捕获小行星的理论,而月球任务则是有助于确定有关月球起源的理论,还将为水冰理论补充数据,可能在南极月坑永久阴影区存在有水冰对于未来的月球航天员是非常有用的。

月球任务将采用联盟号火箭发射,也可能用联盟号的闪电型加上额外的上面级。

月球任务采用轨道器/着陆器一体的构型。它将携带3种不同的月球表面着陆系统,包括10个高速穿透器、2个较慢的穿透器/着陆器和完全不同的极地站。

每个高速穿透器将携带一台简单的月震仪。大约发射4天后,母船距月球还有29个小时的路程时,带有10个高速穿透器的圆盒分离,独自飞完余下的路程。当到达约700公里的高度时,它将以20转/分的速度旋转稳定并释放第一组5个高速穿透器。

这些高速穿透器释放后,形状就像没有气动翼的空空导弹,以编队形式飞向月球表面。此后,这些穿透器将散布开。紧接着,携带另外5个穿透器的盒子到达约350公里的高度时,释放第二组5个穿透器。此时,将有12个单独的俄罗斯月球飞行器在月球上空飞行:母船、空盒子和10个高速穿透器。

头5个穿透器将在释放后250秒时撞击月球表面,散布在直径为10~15公里的圆弧上,而另外5个穿透器则更紧凑一些,散布在前5个穿透器撞击范围内直径5公里的圆弧上。空穿透器盒也将撞击表面。

高速穿透器的撞击速度高达2.4公里/秒,撞击力达100牛,潜入地下几英尺,把通信天线留在表面。穿透器内的月震仪和电池在撞击时仍能工作。

撞击的目标点是在月球东南表面直径1440公里的沃海,因为分析表明这一区域的表面可以有较好的穿地深度。这样将形成一个小孔径月震阵列,能够探测每月由地球引力引起的月震特性。这一方案是由莫斯科地球物理学研究所提出的。每个高速穿透器月震站着陆间隔为1.6~3.2公里,构成一个集成数据网络。

高速穿透器释放后,母船将继续飞向月球,然后释放另外两个穿透器/着陆器,它们与其它穿透器有很大不同,并且目标更加精确。这两个穿透器/着陆器将带有更先进的仪器,测量月球更深处的宽带月震数据。它们将配备两台固体制动火箭,大大放慢下降速度。

在距离月球表面约2公里时,穿透器/着陆器的制动发动机点火,将速度降为0。此时,制动发动机分离,穿透器开始自由下落,在撞击时的最大速度为60~200米/秒。由于速度较慢,因此撞击力只有约5牛。它们也将潜入地下并把天线留在入口处。

一个穿透器将在阿波罗11号飞船着陆点附近着陆,而另一个穿透器将在阿波罗12号飞船着陆点附近300公里处着陆。其目标是将这些新穿透器获取的月震数据与阿波罗11号、12号留下的月震仪获取的月震数据以及更靠东一些部署的高速穿透器获取的新月震数据进行比较。阿波罗11号的月震仪只工作了3个星期,而阿波罗12号的月震仪靠核电源工作了5年。

这些月震数据的比较将表明月核的质量,有助于揭示月球是如何形成的。月球起源的理论之一是火星大小的天体撞击早期的熔融地球,撞飞的物质后来聚集形成了月球。如果是这种情况,那么月震数据应当表明月核只有月球总质量的约0.4%。

而且,如果月震数据表明月核约为月球质量的5%,那么就说明地球和月球是由古老的行星星云物质单独形成的。

在释放了两个穿透器/着陆器和10个高速穿透器后,母船将进入月球极轨道。母船还携带了极地站着陆器,准备将其部署在靠近南极的一个直径56公里的月坑中,因为分析表明这里的永久阴影区可能存在水冰。极地站将带有一台制动火箭和充气着陆气囊,在着陆时的速度可降至5米/秒,以在表面安放一台质谱仪、一台中子谱仪以及一台月震仪。

这些光谱仪将用于探测表明附近有水冰存在的挥发物质。

航天器的轨道器部分仍然在月球上空运行,用于将10个高速穿透器、两个穿透器/着陆器和极地站的数据中继回地球。(来源:中国探月网 编辑:肖亭)