嫦娥1号 电磁波

嫦娥1号 电磁波
嫦娥1号 电磁波

嫦娥1号 电磁波
嫦娥一号”（Chang'E1）是中国自主研制、发射的第一个月球探测器.中国月球探测工程嫦娥一号月球探测卫星由中国空间技术研究院承担研制,以中国古代神话人物嫦娥命名,嫦娥奔月是一个在中国流传的古老的神话故事.嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等.整个“奔月”过程大概需要8-9天.嫦娥一号将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上.嫦娥一号工作寿命1年,计划绕月飞行一年.执行任务后将不再返回地球.嫦娥一号发射成功,中国成为世界第五个发射月球探测器国家、地区.
嫦娥一号是中国的首颗绕月人造卫星,由中国空间技术研究院承担研制.嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制,并充分继承“中国资源二号卫星”、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品,进行适应性改造.卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制,对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改.嫦娥一号星体为一个2米×1.72米×2.2米的长方体,两侧各有一个太阳能电池帆板,完全展开后最大跨度达18.1米,重2350千克.有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器.
嫦娥一号月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成.嫦娥一号卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导,导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成.这些分系统各司其职、协同工作,保证月球探测任务的顺利完成.星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验,其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务.
嫦娥一号的工程目标包括：研制、发射中国第一颗探月卫星；初步掌握绕月探测基本技术；开展月球科学探测；建设月球探测航天工程系统；为月球探测后续工程积累经验.嫦娥一号负担的任务包括4项科学任务：拍摄三维月球地形图；探测月球上特殊元素的分布；探测月球土壤厚度以及氦-3的储量；探测距离地球40万公里的空间环境.“嫦娥一号”卫星主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等.
根据中国月球探测工程的四项科学任务,在嫦娥一号上搭载了8种24台件科学探测仪器,重130千克,即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪.
在初样研制阶段,有电性星和结构星这两颗初样卫星承担卫星测试工作.电性星的试验主要是用于一些带有电子性能的设备的综合测试,结构星的试验主要是要考核结构设计的合理性,和整星上温度控制设计的合理性.两颗初样星进行整星测试.整个初样测试阶段持续到2007年6月份,随后进入卫星正样星的研制阶段,进行“嫦娥一号”正样卫星的研制.
为了保证完成月球探测工程任务,对承担卫星发射任务的长征三号甲火箭进行了41项可靠性的设计工作,以提高其运载可靠性.
“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空.运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上执行科学探测任务.
北京时间2007年10月24日18时05分（UTC＋8时）左右,嫦娥一号探测器从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射.卫星发射后,将用8天至9天时间完成调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行.经过8次变轨后,于11月7日正式进入工作轨道.11月18日卫星转为对月定向姿态,11月20日开始传回探测数据.
2007年11月26日,中国国家航天局正式公布嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像.
2007年12月12日上午10时,庆祝我国首次月球探测工程圆满成功大会在北京人民大会堂举行.
月球探测工程准备
探月计划酝酿10年
1994年进行了探月活动必要性和可行性研究,1996年完成了探月卫星的技术方案研究,1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作.
月球探测工程立项
中国的探月计划经过长期准备、10年论证,于2004年1月正式立项,被称作“嫦娥工程”.该工程目前主要集中在绕月探测、月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布调查、月壤厚度探查以及地月空间环境探测.嫦娥一号”卫星有效载荷的研制测试工作由中国科学院空间科学与应用研究中心负责.
携带仪器
卫星有效载荷因不同的航天任务而异,搭载的科学探测的仪器和科学实验的设备有效载荷包括微波探测仪分系统、空间环境探测分系统、有效载荷数据管理分系统等.微波探测仪分系统将主要对月壤的厚度进行估计和评测,这是国际上首次采用被动微波遥感手段对月表进行探测.空间环境探测分系统由太阳高能粒子探测器等3台设备组成,将探测地月和近月的空间环境参数.还有用于拍摄地球表面照片的CCD相机.
嫦娥一号准备使用的科学仪器包括：CCD立体相机（用于拍摄全月面三维影像）；激光高度计；成像光谱仪（用于获取月面光波图谱）；伽马/X射线谱仪（用于探测月球表面元素）；微波探测仪（用于获取月壤厚度）；以及月球背面亮度温度图和月球两极地面信息（世界上首次在探月卫星上使用）；太阳高能粒子探测器；低能离子探测器 .
任务与目标
中国首次月球探测工程四大科学任务：
一、获取月球表面三维立体影像,精细划分月球表面的基本构造和地貌单元,进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究,为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据,并为月面软着陆区选址和月球基地位置优选提供基础资料等.
二、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,主要是勘察月球表面有开发利用价值的钛、铁等14种元素的含量和分布,绘制各元素的全月球分布图,月球岩石、矿物和地质学专题图等,发现各元素在月表的富集区,评估月球矿产资源的开发利用前景等.
三、探测月壤厚度,即利用微波辐射技术,获取月球表面月壤的厚度数据,从而得到月球表面年龄及其分布,并在此基础上,估算核聚变发电燃料氦3的含量、资源分布及资源量等.
四、探测地球至月球的空间环境.月球与地球平均距离为38万公里,处于地球磁场空间的远磁尾区域,卫星在此区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等离子体,研究太阳风和月球以及地球磁场磁尾与月球的相互作用.
中国首次月球探测工程由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成,工程系统五项工程目标：
1、研制和发射我国第一个月球探测卫星；
2、初步掌握绕月探测基本技术；
3、首次开展月球科学探测；
4、初步构建月球探测航天工程系统；
5、为月球探测后续工程积累经验.
技术难点
1、轨道设计与飞行程序控制问题
2、卫星姿态控制的三矢量控制问题
3、卫星环境适应性设计
4、远距离测控与通信问题
发射过程
“嫦娥一号”卫星发射后首先将被送入一个椭圆形地球同步轨道,这一轨道离地面最近距离为200公里,最远为5.1万公里,探月卫星将用16小时环绕此轨道一圈后,通过加速再进入一个更大的椭圆轨道,距离地面最近距离为500公里,最远为12.8万公里,需要48小时才能环绕一圈.此后,探测卫星不断加速,开始“奔向”月球,大概经过114小时的飞行,在快要到达月球时,依靠控制火箭的反向助推减速.在被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月球表面200公里高度的极月圆轨道绕月球飞行,开展拍摄三维影像等工作.卫星奔月总共需时114个小时,距离地球接近38.44万公里.而过去,中国发射的卫星距离地面一般都在3.58万公里左右.
发射倒计时
36小时：部分系统进行最后“体检”.
12小时：进入发射前功能检查状态.
8小时：进入发射程序,各系统进行辅助准备.
7小时：加注液氧.
5.5小时：加注液氢.
2小时：进入射前系统.地面开始给系统加电,同时各种口令也在这时开始下发.
40分钟：3号塔架回转平台开始展开.
15分钟：最后一批人员撤离.
90秒：转电.从地面给系统供电,变为系统内部电池供电.
60秒：从塔架后伸向前塔的橘黄色电缆摆杆此时摆开,准备为火箭点火、发射.
40秒：01号指挥员开始报告倒计时.
30秒：牵动.是过去发射系统的专有命令,尽管现在已经不再使用有关系统,但这一程序沿用至今.
10秒：点火倒计时.
0秒：点火.
发射过程
2007年10月24日18时05分04.602秒成功发射升空!
18:07火箭一二级分离.
18:09整流罩分离火箭飞出大气层.
18:10火箭二三级分离.
18:15火箭三级发动机一次关机星箭结合体进入滑行阶段.
18:25卫星进入初始地球轨道.
18:26三级火箭二次点火.
18:28三级火箭发动机二次关闭.
18:29星箭分离卫星进入近地点205公里,远地点50930公里,周期16小时的超地球同步轨道.
18:36卫星指控转入北京航天飞行控制中心.
18:59卫星太阳能帆板打开.
10月24日19时15分确定发射成功!
变轨过程
重要性
10月24日18时29分,星箭成功分离之后,嫦娥一号卫星进入近地点为205公里,远地点为50930公里,周期为16小时的超地球同步轨道.卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后,预计于25日下午进行第一次变轨.变轨后,卫星轨道近地点将抬高到离地球约600公里的地方.卫星和运载火箭分离后,需要4次变轨,才能逐步加速到地月转移轨道的入口速度.每次近地点加速的时间只有短短的几分钟,必须在短时间内及时向卫星发出指令,而卫星发动机必须精确响应,否则卫星就有可能飞向别的方向.
10月25日17时55分,北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星实施首次变轨控制并获得成功.这次变轨是在卫星运行到远地点时实施的,而此后将要进行的3次变轨均在近地点实施.
在对卫星的运行轨道实施变轨控制时,一般选择在近地点和远地点完成,这样做可以最大限度地节省卫星上所携带的燃料.嫦娥一号卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施,是为了抬高卫星近地点的轨道高度.只有在远地点变轨才能抬高近地点的轨道高度.要改变远地点的高度就需要在近地点实施变轨.第一次变轨把卫星近地点的高度抬高后,就会增加布置在近地点附近测量船的跟踪测控时间,有利于监视变轨过程.因为,卫星离地面越高,测控站、船跟踪测控的时间就会越长,这就为以后要进行的3次近地点变轨打下坚实的基础.
按照测控方案安排,10月26日将对嫦娥一号卫星实施第一次近地点变轨.变轨后,卫星将进入远地点为71400千米、周期为24小时的运行轨道.第二次近地点变轨后,卫星将进入远地点为121700千米、周期为48小时的绕地运行轨道.第三次近地点变轨时,卫星将进入地月转移轨道,踏上长达5天的奔月征途.
根据开普勒关于行星运动的三大定律的第一定律：所有行星的运动轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点.在以太阳S为极点、近日点方向SP为极轴的极坐标中,行星相对于太阳的运动轨迹为椭圆PP1P2P'1P',PSP'=2a表示椭圆的长径.这个定律也适用于卫星系统.既然是椭圆轨道,当然就有离的最近的和离的最远的地方,所以,环绕地球飞行的飞行物,在椭圆的轨道上（离地球）最远的就是远地点,最近的就是近地点.
变轨过程
2007年10月25日17时55分完成第一次变轨指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功.这次变轨表明,嫦娥一号卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础.这次变轨是嫦娥一号卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的.
北京时间10月26日17时44分,远望三号测量船消息,嫦娥一号卫星成功实施第二次变轨.这是卫星的第一次近地点变轨.嫦娥一号卫星第二次变轨后,将进入24小时周期轨道.远地点高度由5万多公里提高到7万多公里.
北京时间10月29日18时01分39秒,远望三号测量船消息,卫星成功实施第三次变轨.10月29日第二次近地点变轨,卫星远地点高度由7万余公里提高到12万余公里,开创了我国最远航天测控的新纪录.进入绕地飞行48小时周期轨道.
北京时间10月31日17时28分,嫦娥一号卫星成功实施第四次变轨,顺利进入地月转移轨道,开始飞向月球.卫星远地点高度由12万余公里提高到37万余公里,进入114小时地月转移轨道.这也是卫星入轨后的第三次近地点变轨.北京时间17时15分,嫦娥一号卫星接到指令,发动机工作784秒后,正常关机.北京飞控中心对各项测量数据的计算表明,卫星变轨成功.由绕地飞行轨道顺利进入地月转移轨道.
11月2日上午10时33分,嫦娥一号卫星成功实施了首次轨道中途修正.10时25分,嫦娥一号卫星按照指令要求,星上装载的两个小推力发动机点火成功,对卫星飞行航向实施修正.10时33分,发动机关机,卫星首次轨道修正完成.（后取消）
脱离地球
“嫦娥一号”卫星在发射升空后要先围绕地球用5天的时间转5圈,第一个阶段是绕3圈,每圈16小时,第二阶段是用24小时绕一圈,第3个阶段是用48小时绕一圈.
火箭把卫星送入轨道后,地面注入指令,卫星主发动机点火实施变轨,将近地点抬高到约600公里,让卫星经过测控站上方时速度相对减少,便于后续控制.第二、三、四次点火实施变轨,让卫星不断加速：这3次变轨目的都是加速,每变轨一次,卫星的速度就增加一点,通过3次累积,卫星加速到10.916公里/秒以上的进入地月转移轨道的最低速度,向月球飞去.
电磁波是什么?
Electromagnetic
定义：
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波. 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波.电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”.
产生
电磁波是电磁场的一种运动形态.电与磁可说是一体两面,变动的电会产生磁,变动的磁则会产生电.变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波.
性质
电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递.原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递.在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射.举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样.
电磁波为横波.电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直.振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比.
其速度等于光速c（每秒3×10的8次方米）.在空间传播的电磁波,距离最近的电场（磁场）强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f.三者之间的关系可通过公式c=λf.
通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等.电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波.波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播.
电磁波的计算
c=λν
c：波速(这是一个常量,c约等于3*10^8m/s) 单位：m/s λ：波长 单位：m ν：频率 单位：Hz
电磁波的发现
1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论.他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度. 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别.
电磁波谱
按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱.如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线.以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短.
无线电波 3000米～0.3毫米.
红外线 0.3毫米～0.75微米.
可见光 0.7微米～0.4微米.
紫外线 0.4微米～10毫微米
X射线 10毫微米～0.1毫微米
γ射线 0.1毫微米～0.001毫微米
高能射线 小于0.001毫微米
传真（电视）用的波长是3～6米；雷达用的波长更短,3米到几毫米.
电磁辐射
广义的电磁辐射通常是指电磁波频谱而言.狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波,通常是指红外线以下部分.
电磁辐射是传递能量的一种方式,辐射种类可分为三种：
游离辐射
有热效应的非游离辐射
无热效应的非游离辐射
基地台电磁波 绝非游离辐射波
电磁辐射对人体的伤害
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等.
热效应：人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作.
非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏,人体正常循环机能会遭受破坏.
累积效应：热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命.对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕!
各国科学家经过长期研究证明：长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙,甚至导致各类癌症等；男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症.
随着人们生活水平的日益提高,电视、电脑、微波炉、电热毯、电冰箱等家用电器越来越普及,电磁波辐射对人体的伤害越来越严重.但由于电磁波是看不见,摸不着,感觉不到,且其伤害是缓慢、隐性的,所以尚未引起人们的广泛注意.家用电器尽量勿摆放于卧室,也不宜集中摆放或同时使用.

看电视勿持续超过3小时,并与屏幕保持3米以上的距离；关机后立即远离电视机,并开窗通风换气,以洗面奶或香皂等洗脸.

用手机通话时间不宜超过3分钟,通话次数不宜多.尽量在接通1一2秒钟之后再移至面部通话,这样可减少手机电磁波对人体的辐射危害.

具有防电磁波辐射危害的食物有：绿茶、海带、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1、卵磷脂、猪血、牛奶、甲鱼、蟹等动物性优质蛋白等.