月亮女神 (航天器)

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SELENE (Kaguya)
所属组织 JAXA
主制造商 NEC東芝宇宙机构
任务类型 軌道太空船
环绕对象 月球
入轨时间 2007年10月4日
发射时间 01:31:01, 2007年9月14日, UTC
发射手段 H-IIA
任务时长 2009年6月11日
COSPAR ID SELENE
官方网站 SELENE網頁
质量 主衛星 : 2,914 公斤(发射時)
中继星 : 53 公斤
甚长基线干涉测量星 : 53 公斤
功耗 3486 W
轨道参数
倾角 90°
远拱点 100 km
近拱点 100 km
周期 2h

月亮女神號日文セレーネ英文SELENE)又稱輝夜姬輝夜姬號輝夜號[1]日文かぐや英文KAGUYA),是日本發射的月球人造衛星,耗资2.7亿美元,日本宇宙航空研究開發機構人員表示此计划是繼美国阿波罗计划》後規模最龐大的月球計畫。月亮女神在当地时间2007年9月13日10时35分搭乘H2A-13火箭,从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心成功升空,开始了其为期一年的旅程[2]。月亮女神已經歷過兩次延期發射,第一次是從2007年8月16日延期到9月13日,第二次是從9月13日再延期到14日(協調世界時)。

命名[编辑]

「SELENE」一名是計劃名稱「Selenological and Engineering Explorer」的縮寫,發想於希臘神話月亮女神的名字塞勒涅。此外,日本一般習慣會為成功發射上太空的衛星再取一個「正式名稱[3]」,而該衛星的正式名稱則是「かぐや[4],取自日本傳說《竹取物語》中的「輝夜姬」,其形象相近於中國傳說中的嫦娥

發射之後,這顆衛星便很少再使用開發時的「月亮女神號」的名稱,無論是ISAS(宇宙開發研究所)或是JAXA的宣傳資料與報告上,皆是將本衛星稱呼為「輝夜號」。

而兩個子衛星,“中继星”命名為“翁”,“甚长基线干涉测量星”就命名為“妪”。取自日本傳說《竹取物语》中的伐竹翁及其夫人,即是辉夜姬的养父和养母。

過程[编辑]

搭載了月亮女神的H2A-13火箭升空(相片由Narita Masahiro拍攝)

以下時間以發射點時間為準:
2007年9月13日

2007年10月3日

2007年10月8日

  • 月亮女神釋放第一個子衛星

2007年10月11日

  • 月亮女神釋放第二個子衛星

2007年10月18日

  • 月亮女神用5天時間變軌,進入圓形繞月軌道,在月球上空100公里繞月

2007年11月7日

  • 月亮女神傳回由高清晰度攝像機所拍攝的月球表面圖像,同日JAXA公開該照片[5]

2009年6月11日3時25分

  • JAXA結束任務,讓月亮女神主体墜落於月南半球的優湖。

設計[编辑]

月亮女神主要分為三部份:

主衛星[编辑]

  • 重量: 2914公斤[6]
  • 體積: 2.1 x 2.1 x 4.8
  • 姿态控制系統: 三維平衡系統
  • 最大動力: 3.5千
  • 任務時間: 1年
  • 任務軌道:近圓形軌道
  • 運行高度: 離月面100公里
  • 軌道傾角: 90

中继星(翁)[编辑]

  • 重量: 53公斤
  • 體積: 1.0 x 1.0 x 0.65 米
  • 高度控制系統: 假想軸平衡系統
  • 動力: 70瓦
  • 最初軌道:橢圓形軌道(100公里 x 2400公里)
  • 軌道傾角: 90度

甚长基线干涉测量星(嫗)[编辑]

  • 重量: 53 公斤
  • 體積: 1.0 x 1.0 x 0.65 米
  • 高度控制系統: 假想軸平衡系統
  • 動力: 70瓦
  • 最初軌道:橢圓形軌道(100公里 x 800公里)
  • 軌道傾角: 90度

主要任務[编辑]

月亮女神在發射20天後會進入橢圓形繞月軌道,之後還釋出兩個子衛星,分別在月球正面和背面運行,用作通訊和採測重力。月亮女神主衛星則將會在35天後逐步進入圓形繞月軌道,飛越月球兩極,於月球上空100公里繞月運行一年,而有關研究結果會在2009年公佈。

儀器[编辑]

月亮女神搭載了14台觀測設備,儀器的精確度是過往的10倍至100倍,主要用來探勘月球地形元素分布和月球重力,並尋找岩漿海洋。科學家認為這些數據有助研究月球的形成過程。[7] 輝夜姬探月衛星發射時共攜帶14項觀測儀器,可分為調查月球表面物質的裝置,調查月球地形與地底構造的裝置,調查月球環境的裝置,調查月球重力分布的裝置,從月球調查地球的裝置及清晰拍攝月球與地球的裝置六大類,另有太陽能板及高增益天線等其他裝置:

調查月球表面物質的裝置[编辑]

X射線螢光分光計[编辑]

調查月球表面元素分布狀況的裝置。由於月表受太陽照射吸收X射線,用X射線測定從月球物質釋出的X射線,可觀測構成元素的分布。

伽瑪射線分光計[编辑]

調查月球表面元素分布的裝置。月球表面的物質吸收宇宙射線,會釋放同為放射線的伽瑪射線。經由此測定,可檢測出元素的存量。同時也可以尋找月球上的水。精確度為過去的十倍。

多波段影像儀[编辑]

以可見光及近紅外線攝影的裝置。用於調查岩石的種類與分布,解析度為20公尺,所獲得的岩石分布資訊,精密度為過去的10倍。

譜形儀[编辑]

從可見光至紅外線的頻寬,觀測衛星正下方500公尺的狹小範圍。利用將波長約500~2600奈米的區域分割成296個加以辨別的方式,連礦物的種類都能標定。

調查月球地形與地底構造的裝置[编辑]

地貌攝影機[编辑]

利用向前與向後的兩個攝影機,拍攝月球表面的照片。解析度為10公尺。透過觀測,可取得月球表面的詳細立體地圖。

月球雷達測深器[编辑]

利用5兆赫的電波,了解月球地底構造的裝置。運用4根長15公尺的天線,詳細觀測來自2~5公里深處的反射電波,探索地層的構造等。原理類似魚群探測機。

雷射高度儀[编辑]

朝向衛星正下方發射雷射光,精密測定光線反射的時間。根據測定的時間計算衛星與月面間的正確距離。調查月球的標高後,製作精密的地形圖,觀測期間將測定3000多萬個地點。

調查月球環境的裝置[编辑]

月球磁場觀測裝置[编辑]

輝夜姬號所用的磁力計可測量地球磁場10萬分之一的微弱磁場。為避免受衛星本身儀器所發出的磁場干擾,攜帶於長12公尺的天線桿端。

粒子射線偵測器[编辑]

利用多部檢測器探查照射月球表面的宇宙射線。未來人類若在月球表面活動,會影響人類的宇宙射線之測定。同時在主衛星面向月球的一測裝設射線偵測器,可調查月球斷層活動的情形。

電漿觀測裝置[编辑]

探查月球四周電漿的裝置。利用4部感應器觀測月球四周之離子及電子的能量與方向。同時也以反射電子觀測月球表面的磁場異常。

VRAD衛星攜帶的電波源[编辑]

VRAD衛星發射電波,用於表面重力的精密觀測與電離層觀測。重約50公斤,沿著距近月點100公里、遠月點800公里的橢圓軌道繞行。

調查月球重力分布的裝置[编辑]

中繼衛星攜帶的中繼器[编辑]

當輝夜姬號飛到月球背面,繼續進行觀測時所用。因可準確測定輝夜姬號的軌道,使月球重力的測定達到極高的準確度。重約50公斤,環繞近月點100公里、遠月點為2400公里的軌道飛行。

VRAD衛星攜帶的電波源[编辑]

VRAD衛星發射電波,用於表面重力的精密觀測與電離層觀測。重約50公斤,沿著距近月點100公里、遠月點800公里的橢圓軌道繞行。

從月球調查地球的裝置[编辑]

電漿影像儀[编辑]

可觀測地球的極光等。利用環繞月球軌道飛行的機會,同時捕捉地球南北兩極的極光。

清晰拍攝地球與地球的裝置[编辑]

高畫質攝影機[编辑]

共有2台分別為廣角與遠攝的高畫質照相機。拍攝月球看地球升起的「地球現身」首部動畫。一分鐘動畫傳送到地球約需20分鐘。

其它裝置[编辑]

太陽能板[编辑]

約23平方公尺,等同於13塊塌塌米的大小。太陽能板的配置方式為單獨一片,非對稱式。

高增益天線[编辑]

負責將觀測數據傳回地球或和子衛星的傳輸。

重力觀測的方式[编辑]

測量月球重力的方式有兩種,一種是利用衛星的變動而測得,準確率較低;另一種則為相對VLBI,準確率高出前一方法之十倍。

衛星變動法[编辑]

測量月球背面重力的方法是由地球發射向中繼衛星的電波,測量中繼衛星的運動情況,同時中繼衛星也向主衛星(輝夜姬號)發射電波,測量主衛星的運動,然後由都卜勒計量度分析月球重力。正面則是直接由地球發射電波到主衛星上,在接收反射電波,即可知重力大小。

相對VLBI法[编辑]

由地面站接收來自衛星的和一個星體(或類星體,方向和位置關係已知且能量強的星體)的電波,得知時間和位置的差異,即可得這三點的三維位置關係。

参见[编辑]

外部連結[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 量子科學雜誌21號2009年8月號使用此譯名
  2. ^ 日本爭採月,「月亮女神」升空
  3. ^ 也就是開發名稱和實際使用名稱並不一致的狀況。如開發代號為MUSES-C的隼鳥號便是在發射上太空後取名為此名字;開發代號為PLANET-C的破曉號也是在同樣的狀況下取名。但基本上正式名稱是發射前就會開始徵募了,例如開發代號為QZS-1的導引號便是在發射前的2010年1月20日得到這個正式名稱。
  4. ^ セレーネ愛称の選考結果について(PDF:19.4KB)
  5. ^ 日本"月亮女神"拍攝月球表面照片首次公開(圖)
  6. ^ 平成19年度夏期ロケット打ち上げおよび追跡管制計画書 (Rocket Launch and Tracking Control Plan, Summer 2007)(PDF)(日文)
  7. ^ 日本探月衛星「月亮女神」:發射成功