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辉夜号 (航天器)

（重定向自辉夜姬 (人造卫星)）

辉夜号[1]（日语：かぐや，英语：KAGUYA）又称辉夜姬号[2]、月亮女神号（日语：セレーネ，英语：SELENE），是日本发射的月球人造卫星，耗资2.7亿美元，日本宇宙航空研究开发机构人员表示此计划是继美国《阿波罗计划》后规模最庞大的月球计划。辉夜号在当地时间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[3]。辉夜号已经历过两次延期发射，第一次是从2007年8月16日延期到9月13日，第二次是从9月13日再延期到14日（协调世界时）。

SELENE (Kaguya)
所属组织JAXA
主制造商NEC东芝宇宙机构
任务类型轨道太空船
环绕对象月球
入轨时间2007年10月4日
发射时间2007年9月14日,01:31:01 UTC
发射手段H-IIA
任务时长2009年6月11日，操控坠毁
1年8个月4周又1天 (自发射)
COSPAR IDSELENE
SATCAT no.32054在维基数据编辑
官方网站SELENE网页
质量主卫星 : 2,914 公斤（发射时）
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

命名 编辑

“SELENE”一名是计划名称“Selenological and Engineering Explorer”的缩写，发想于希腊神话中月亮女神的名字塞勒涅。此外，日本一般习惯会为成功发射上太空的卫星再取一个“正式名称[4]”，而该卫星的正式名称则是“かぐや”[5]，取自日本传说《竹取物语》中的“辉夜姬”。

发射之后，这颗卫星便很少再使用开发时的“月亮女神号”的名称，无论是ISAS(宇宙开发研究所)或是JAXA的宣传资料与报告上，皆是将本卫星称呼为“辉夜号”。

而两个子卫星，“中继星”命名为“翁”，“甚长基线干涉测量星”就命名为“妪”。取自日本传说《竹取物语》中的伐竹翁及其夫人，即是辉夜姬的养父和养母。

过程 编辑

 
搭载了辉夜号的H2A-13火箭升空（相片由Narita Masahiro拍摄）

以下时间以发射点时间为准：

2007年9月13日
2007年10月3日
2007年10月8日
  • 辉夜号释放第一个子卫星
2007年10月11日
  • 辉夜号释放第二个子卫星
2007年10月18日
  • 辉夜号用5天时间变轨，进入圆形绕月轨道，在月球上空100公里绕月
2007年11月7日
  • 辉夜号传回由高清晰度摄像机所拍摄的月球表面图像，同日JAXA公开该照片[6]
2009年6月11日3时25分
  • JAXA结束任务，让辉夜号主体坠落于月南半球的优湖。

设计 编辑

辉夜号主要分为三部分：

主卫星 编辑

  • 重量： 2914公斤[7]
  • 体积： 2.1 x 2.1 x 4.8米
  • 姿态控制系统： 三维平衡系统
  • 最大动力： 3.5千瓦
  • 任务时间： 1年
  • 任务轨道：近圆形轨道
  • 运行高度： 离月面100公里
  • 轨道倾角： 90度

中继星（翁） 编辑

  • 重量： 53公斤
  • 体积： 1.0 x 1.0 x 0.65 米
  • 高度控制系统： 假想轴平衡系统
  • 动力： 70瓦
  • 最初轨道：椭圆形轨道（100公里 x 2400公里）
  • 轨道倾角： 90度

甚长基线干涉测量星（妪） 编辑

  • 重量： 53 公斤
  • 体积： 1.0 x 1.0 x 0.65 米
  • 高度控制系统： 假想轴平衡系统
  • 动力： 70瓦
  • 最初轨道：椭圆形轨道（100公里 x 800公里）
  • 轨道倾角： 90度

主要任务 编辑

辉夜号在发射20天后会进入椭圆形绕月轨道，之后还释出两个子卫星，分别在月球正面和背面运行，用作通讯和采测重力。辉夜号主卫星则将会在35天后逐步进入圆形绕月轨道，飞越月球两极，于月球上空100公里绕月运行一年，进行各种观测，以阐明月球的起源和演化，并在未来使用它，有关研究结果会在2009年公布。

仪器 编辑

辉夜号搭载了14台观测设备，仪器的精确度是过往的10倍至100倍，主要用来探勘月球地形，元素分布和月球重力，并寻找岩浆海洋。科学家认为这些数据有助研究月球的形成过程。[8]辉夜姬探月卫星发射时共携带14项观测仪器，可分为调查月球表面物质的装置，调查月球地形与地底构造的装置，调查月球环境的装置，调查月球重力分布的装置，从月球调查地球的装置及清晰拍摄月球与地球的装置六大类，另有太阳能板及高增益天线等其他装置：

调查月球表面物质的装置 编辑

X射线萤光分光计 编辑

调查月球表面元素分布状况的装置。由于月表受太阳照射吸收X射线，用X射线测定从月球物质释出的X射线，可观测构成元素的分布。

伽玛射线分光计 编辑

调查月球表面元素分布的装置。月球表面的物质吸收宇宙射线，会释放同为放射线的伽玛射线。经由此测定，可检测出元素的存量。同时也可以寻找月球上的水。精确度为过去的十倍。

多波段影像仪 编辑

以可见光及近红外线摄影的装置。用于调查岩石的种类与分布，分辨率为20米，所获得的岩石分布资讯，精密度为过去的10倍。

谱形仪 编辑

从可见光至红外线的带宽，观测卫星正下方500米的狭小范围。利用将波长约500~2600奈米的区域分割成296个加以辨别的方式，连矿物的种类都能标定。

调查月球地形与地底构造的装置 编辑

地貌摄影机 编辑

利用向前与向后的两个摄影机，拍摄月球表面的照片。分辨率为10米。透过观测，可取得月球表面的详细立体地图。

月球雷达测深器 编辑

利用5兆赫的电波，了解月球地底构造的装置。运用4根长15米的天线，详细观测来自2~5公里深处的反射电波，探索地层的构造等。原理类似鱼群探测机。

激光高度仪 编辑

朝向卫星正下方发射激光光，精密测定光线反射的时间。根据测定的时间计算卫星与月面间的正确距离。调查月球的标高后，制作精密的地形图，观测期间将测定3000多万个地点。

调查月球环境的装置 编辑

月球磁场观测装置 编辑

辉夜号所用的磁力计可测量地球磁场10万分之一的微弱磁场。为避免受卫星本身仪器所发出的磁场干扰，携带于长12米的天线杆端。

粒子射线侦测器 编辑

利用多部检测器探查照射月球表面的宇宙射线。未来人类若在月球表面活动，会影响人类的宇宙射线之测定。同时在主卫星面向月球的一测装设射线侦测器，可调查月球断层活动的情形。

等离子观测装置 编辑

探查月球四周等离子的装置。利用4部感应器观测月球四周之离子及电子的能量与方向。同时也以反射电子观测月球表面的磁场异常。

VRAD卫星携带的电波源 编辑

VRAD卫星发射电波，用于表面重力的精密观测与电离层观测。重约50公斤，沿着距近月点100公里、远月点800公里的椭圆轨道绕行。

调查月球重力分布的装置 编辑

中继卫星携带的中继器 编辑

当辉夜号飞到月球背面，继续进行观测时所用。因可准确测定辉夜号的轨道，使月球重力的测定达到极高的准确度。重约50公斤，环绕近月点100公里、远月点为2400公里的轨道飞行。

VRAD卫星携带的电波源 编辑

VRAD卫星发射电波，用于表面重力的精密观测与电离层观测。重约50公斤，沿着距近月点100公里、远月点800公里的椭圆轨道绕行。

从月球调查地球的装置 编辑

等离子影像仪 编辑

可观测地球的极光等。利用环绕月球轨道飞行的机会，同时捕捉地球南北两极的极光。

清晰拍摄地球与地球的装置 编辑

高清摄影机 编辑

共有2台分别为广角与远摄的高清照相机。拍摄月球看地球升起的“地球现身”首部动画。一分钟动画传送到地球约需20分钟。

其它装置 编辑

太阳能板 编辑

约23平方米，等同于13块塌塌米的大小。太阳能板的配置方式为单独一片，非对称式。

高增益天线 编辑

负责将观测数据传回地球或和子卫星的传输。

重力观测的方式 编辑

测量月球重力的方式有两种，一种是利用卫星的变动而测得，准确率较低；另一种则为相对VLBI，准确率高出前一方法之十倍。

卫星变动法 编辑

测量月球背面重力的方法是由地球发射向中继卫星的电波，测量中继卫星的运动情况，同时中继卫星也向主卫星（辉夜号）发射电波，测量主卫星的运动，然后由多普勒计量度分析月球重力。正面则是直接由地球发射电波到主卫星上，在接收反射电波，即可知重力大小。

相对VLBI法 编辑

由地面站接收来自卫星的和一个星体（或类星体，方向和位置关系已知且能量强的星体）的电波，得知时间和位置的差异，即可得这三点的三维位置关系。

成果 编辑

辉夜号地形相机拍摄的月球南极沙克尔顿坑内部的分析显示，几乎没有裸露的水冰。调查月球背面莫斯科海发现其形成时间比过去估计结果早了5亿多年。搭载的日本放送协会摄像机成功拍摄了“満地球の出”、“月面”，在2009年2月9日半影月食 (对月球来说为日食)发生时，首次拍摄到地球形成的倍里珠。[9]子卫星“翁”成功观测月球背面的重力异常，增加了大碰撞说的可信度。

辉夜号准确测量了月球两极的日照量，确认月球两极有永久的阴影区，此后NASA的月球坑观测和传感卫星确认月球存在水。其它发现还包括月球表面存在铀矿、[10]确认由阿波罗15号着陆产生的痕迹、确认月球表面下存在月球熔岩管，可以作为人类未来在月球居住区域的遮蔽物；[11]任务结束后成功控制坠落，也为未来无人登月进行了技术验证。

参见 编辑

外部链接 编辑

参考文献 编辑

  1. ^ 量子科学杂志21号2009年8月号使用此译名
  2. ^ 达斯（Saswato R. Das）. 地球氧氣現身月球 189. 科学人中文版. 2017年11月. ISSN 1682-2811.  内容节录 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ 日本争采月，“月亮女神”升空
  4. ^ 也就是开发名称和实际使用名称并不一致的状况。如开发代号为MUSES-C的隼鸟号便是在发射上太空后取名为此名字；开发代号为PLANET-C的破晓号也是在同样的状况下取名。但基本上正式名称是发射前就会开始征募了，例如开发代号为QZS-1的导引号便是在发射前的2010年1月20日得到这个正式名称。
  5. ^ [セレーネ愛称の選考結果について[[Category:含有日語的條目]]（PDF：19.4KB） (PDF). [2007-09-16]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-07）.  网址－维基内链冲突 (帮助) セレーネ愛称の選考結果について（PDF：19.4KB）]
  6. ^ 日本"月亮女神"拍摄月球表面照片首次公开(图) 互联网档案馆的存档，存档日期2007-11-16.
  7. ^ 平成19年度夏期ロケット打ち上げおよび追迹管制计画书 (Rocket Launch and Tracking Control Plan, Summer 2007) （页面存档备份，存于互联网档案馆）(PDF)（日语）
  8. ^ 日本探月卫星“月亮女神”：发射成功
  9. ^ 月周回衛星「かぐや（SELENE）」のハイビジョンカメラ（HDTV）による半影月食時の地球の撮影の成功について. www.jaxa.jp. JAXA. [2022-07-20]. （原始内容存档于2021-10-07） （日语）. 
  10. ^ かぐや、月面からウランを検出. www.sorae.jp. 2009-06-30 [2022-07-20]. （原始内容存档于2009-08-02） （日语）. 
  11. ^ 月の地下に長さ５０キロの空洞 探査機「かぐや」で判明. 朝日新闻デジタル. [2022-07-20]. （原始内容存档于2022-07-10） （日语）. 
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