北京時間2009年3月1日,“嫦娥一號”衛星在北京航天飛行控制中心的精確控制下,準確落于月球預定撞擊點,至此,在經歷了長達494天的飛行后,靜謐、遙遠的月球大地,成為中國首個“月球使者”的最后歸宿,而隨著此次“嫦娥一號”衛星受控撞月,中國探月一期工程也宣布完美落幕。
我國航天事業的又一個里程碑
2007年10月24日下午6時5分,我國第一顆探月衛星“嫦娥一號”在舉世矚目下,載著中國人千百年的夢想,由“長征三號甲”運載火箭發射升空,向遙遠的月球飛去,11月5日11時37分,“嫦娥”完美入“宮”,開始了我國首次繞月飛行。
人類航天活動的三大領域是發射人造衛星、載人航天和深空探索,奔向月球,開發月球資源,建立月球基地已成為世界航天活動的競爭熱點,“嫦娥”完美奔月是我國邁出航天深空探測的第一步。是航天深空探測零的突破,是啊!月球,已成為航天大國爭奪戰略資源的焦點,月球。具有可供人類開發和利用的各種獨特資源,月球上特有的礦產和能源,是對地球資源的重要補充和儲備。將對人類社會的發展產生深遠影響。
中國探月是我國自主對月球的探索和觀察。人們形象地叫做“嫦娥工程”,整個探月工程分為“繞”、“落”、“回”三個階段,“嫦娥一號”是探月工程中的“繞”,主要用于獲取月球表面三維影像,分析月球表面有關物質元素的分布特點,探測月球土壤厚度,探測地月空間環境等。
探秘“月宮”的法寶
“嫦娥一號”探月衛星選角的科學探測儀器有6套24件,包括CCD立體相機、激光高度計、成像光譜儀、伽馬射線譜儀、微波探測儀、太陽高能粒子探測器和低能離子探測器等,這些先進設備在中國都屬首次使用,有的是世界首創。
我們現在只介紹探月的第一項任務,就是繪制立體的三維月球地圖,國外已有多個版本的平面月球地圖,但立體的只有兩幅,且做得很不完整,“嫦娥一號”衛星采取與其他國家不同的思路,搭載1臺CCD立體相機和1個激光高度計,兩者結合能繪制完整細致的立體月球地圖。
CCD立體相機連續對衛星飛行經過的月球區域進行拍照,形成三維影像,激光高度計由激光器、望遠鏡和接收電路三部分組成,衛星進入環月軌道后,激光高度計首先向月面發射激光束,并立刻用望遠鏡把反射回來的光束變成電信號:接收信號的電路盒迅速進行計算,得出該探測點的月球海拔高度,激光高度計完成繞月旅行,月面每個探測點(包括南北極的黑暗深坑)的海拔高度就一清二楚了,這些數值與CCD立體相機拍攝的高精度圖像相疊加,就是一幅完整而精確的月球立體地形圖,這些圖像經過電腦處理,變成無線電信號,源源不斷地發回地面航天飛行中心。
立體的三維月球地圖,聽起來十分神秘,其實并不太復雜,我們就生活在一個三維立體世界之中啊!立體相機的原理也不很復雜,它是根據人類“雙眼視覺”原理,利用雙鏡頭拍照,將得出的圖像進行疊加,就得到三維月球地圖。
識別三維立體的“電子眼”
我們知道,“電子眼”的用途十分廣泛,一般場合只用單獨一個電子眼即可,這種“獨眼龍”式的電子眼作用大,用途廣,但是有一個十分明顯的缺點,它得到的只是一個沒有深度的平面圖像,沒有三維立體感,不能判別遠近,無法把客觀的立體世界真實地反映出來,而我們是生活在立體世界中的,雙眼視覺是人和高等動物特有的一項高級視覺功能。
人為什么要長兩只眼睛?人的兩只眼睛為什么長在頭部正前方?兩只眼睛不同時使用行不行?這些問題早已引起了科學家們的興趣,人類生活在一個立體世界之中,在長期進化過程中,眼和全身各種器官都具有適應外界環境的生理功能,當人用兩只眼睛注視景物時,兩眼是從兩個不同位置和角度掃描景物的,所以景物在兩眼視網膜上所成的像并不相同,而有微小的視差,雙眼視差是外部世界給予眼的深度信號,經大腦加工處理后,便產生了能準確感知三維空間物體遠近前后、高低深淺和凸凹的立體視覺功能,從而達到了適應環境、尋找食物、防衛敵害、得以生存的目的,俗話說“眼明手快”,正因為人具有良好的雙眼視覺功能,才能使雙手與雙眼精巧配合,出色完成人類日常活動、生產勞動和科學實驗等復雜活動。
明白了雙眼視覺的原理。科學家為高級機器人裝入兩枚電子眼,雙目炯炯的機器人就具有立體視覺了,這就具有了三維識別系統。
飛向月球進行繞月探測的“嫦娥一號”,“眼睛”自然也應是成雙作對的,“嫦娥”繞著月球一圈又一圈地轉,利用蘭維立體“電子眼”將月面景物傳回地面控制中心。最終把月球地表狀況掃描下來,描繪出月球上山脈盆地等地表起伏情況,使我們獲得了大量十分珍貴的圖片和數據。
“嫦娥”親吻月球
為了更加近距離地看清月貌,“嫦娥一號”月球探測衛星逐步接近月面,最后一頭撞向月球,在撞擊過程中。“嫦娥一號”衛星攜帶的GCD相機傳回實時圖像,圖像更加清晰。
“嫦娥一號”撞月意義非常巨大。為我國空間探測器軟著陸打下,基礎,因為月球探測器在月球表面軟著陸難度非常高,你想,月球上沒有空氣,降落傘無法使用,如果落在斜坡上,月球探測器就可能“翻車”,無法正常工作,此次成功撞月是一次很好的演習。
月球離地球平均距離是3.84×10km,從地球表面傳到月球的信號,比從地球表面傳到載人宇宙飛船的信號要弱得多,“嫦娥一號”的撞擊說明我國的遙控技術已經達到國際水平,為“嫦娥”二期工程積累了寶貴的經驗,“嫦娥一號”順利完成任務并成功撞月,標志著我國探月事業已經邁上新的臺階,是我國航天事業的又一個里程碑。