图源:ESA

日本宇宙航空研究开发机构与欧洲宇航局正在推进水星探测计划BepiColombo,计划2018年发射水星探测器,预计2026年到达水星开始针对水星地面、磁场等进行观测,并通过数据分析,了解水星的形成及演变过程。由于水星是距离太阳最近的行星,表面温度极高,因此如果能够对水星这种极限环境进行成功分析,将有助于对行星研究的模型进行再造。
JAXA负责水星磁场探测器的研发,ESA负责水星表面探测器的研发。在BepiColombo计划中,航天器还包括离子发动机、将MMO与MPO送到水星轨道的电力推进模块、保护MMO免受太阳直射的遮光罩。
航天器将于2018年10月由欧洲亚利安5号火箭发射,并利用天体引力通过一次次的飞临过程,逐步接近水星,预计2025年12月进入水星轨道。其后,MMO和MPO将与航天器分离,然后经1至3个月的初期试用后,再进入实际观测。
JAXA开发的MMO将搭载5种观测装置,重点完成以下任务:一是观测水星固有磁场;二是观测磁场及太阳风等周边环境;三是观测水星大气层。MMO重280千克,在水星附近椭圆轨道飞行。距离水星最近时为590千米,最远时为1160,000千米,轨道周期为9.3小时。
水星表面白天温度高达400摄氏度,因此MMO在耐热设计方面采取了一系列措施,从各个细节上尽可能降低卫星的温度,比如采用大量镜片组成向宇宙空间释放热量的结构、采用钛基高温隔热材料等。
东北大学、名古屋大学等日本国内外12所大学和研究机构,三菱重工、NEC、明星电气等参与了MMO的研发工作。日本政府和民间共为MMO的开发投资154亿日元。
水星是由岩石和金属等固体构成的类地行星。近年来,随着观测精度的提高,在太阳系外发现了一些有可能存在生命的类地行星,利用仔细研究水星获得的成果,有助于对太阳系外行星的构成进行预测。来源:科技部

——嫦娥三号任务。2013年12月2日嫦娥三号成功发射,14日探测器如期着陆,15日着陆器与巡视器成功互拍,标志着嫦娥三号任务取得圆满成功。嫦娥三号任务是我国首次在地外天体软着陆,为中国航天开创了月面就位探测和机器人巡视探测的新模式。创造了首次研发地外着陆、巡视航天器平台,且实现月面遥操作等中国航天的多个首次。

图三:图注:Bepicolombo的环绕轨道

“嫦娥家族”有哪些成员

图源:ESA

在嫦娥四号发射成功之际,中国的探月之路值得盘点。探月工程也叫嫦娥工程,是我国航天继人造地球卫星和载人航天之后的第三个里程碑,是国家重大科技专项的标志性工程。计划在2020年前按“绕、落、回”的发展思路分3期组织实施,实现探月工程既定目标。

编排:王璞

嫦娥四号任务是什么

“这次检查在此次发射活动中相当于一个里程碑式的事件,意味着发射准备已经进入了最后阶段,同时它也为将来在水星进行的探测活动打下了基础,”ESA的Bepicolombo项目总师Ulrich
Reininghaus说。

更让科学家们感兴趣的是,月球背面独特的电磁场环境和地质特征,非常适合开展低频射电探测等空间天文学研究和月球物质成分探测等科学研究。“由于屏蔽作用,在地面上无法开展低频射电的观测。而月球背面的磁环境非常干净,到月球背面开展低频射电天文观测,这一目标应该说是天文学家梦寐以求的,可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。”邹永廖说。

当燃料加注完成后,MTM就会连接到航天器组合体的底部。8月31日前的一周里,未加注燃料的部分已完成总体运行测试。用于保护MMO免受太阳辐射的防护罩会在距发射更近的时候再进行安装。

——探月工程二期(2008年—2014年):2008年2月15日,国务院批准探月工程二期立项。主要目标是实现在月面软着陆,开展月面就位探测与自动巡视勘察。

校对:艾宇熙

——再入返回飞行试验任务。2014年10月24日,探月工程三期再入返回飞行试验器发射,经过8天的飞行,11月1日,在距地球5000公里处服务舱与返回器受控分离,返回器以“半弹道跳跃式”高速再入地球大气层,安全精确着陆在内蒙古四子王旗,为嫦娥五号任务奠定了坚实的技术基础。此后,服务舱顺利完成了大椭圆停泊轨道飞行段、地月转移段、地月L2点环绕飞行段、近月制动段和环月飞行段共5个阶段的拓展试验,取得丰硕成果。

图源:ESA

嫦娥四号,为何要去月球背面

bepicolombo号已经完成总装工作

——2007年10月24日嫦娥一号成功发射,11月26日,嫦娥一号卫星传回第一幅月球图片数据,标志着探月工程一期任务圆满成功。嫦娥一号卫星在轨有效探测16个月,于2009年3月1日受控撞月,为工程画上圆满的句号。探月工程一期首次实现我国自主研制的卫星进入月球轨道;利用CCD立体相机对月球进行环绕探测,获取了120米分辨率的全月影像图以及铀元素含量分布图等。

图片来源:ESA返回搜狐,查看更多

中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁说:“一般认为这个盆地有可能是当时宇宙大爆炸或者后来小天体撞击形成的,隐含着宇宙最早的一些信息。而且这个盆地的深度有12公里,有助于我们获取月球深部物质的信息。”
据介绍,嫦娥四号对月球背面地形地貌、矿物组分、巡视区浅层结构、地幔物质等进行科学探测与研究,将为月球资源的开发利用提供极具价值的第一手资料。

“虽然前往水星的旅程还未开始,但是我对目前两个航天器能够有如此的紧密关系感到非常高兴,感谢这个项目的长期努力,”JAXA的Bepicolombo项目科学家Go
Murakami说,“相信它们的联合探测将会给我们带来精彩的任务成果。”

——探月工程一期(2004年—2009年):2004年1月23日,国务院批准了国防科工委、财政部《关于绕月探测工程立项的请示》,标志着月球探测工程一期——绕月探测工程正式立项,从而开启了探月工程的光荣征程。

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12月8日2时23分,嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心成功发射,它的目标是月球背面。后续经历地月转移、近月制动、环月飞行之后,嫦娥四号探测器将实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测。

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探索月球背面有何意义?嫦娥四号将开展哪些科学研究?我国的探月工程走过了怎样的历程?本报记者采访了相关专家。

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