SMART-1

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SMART-1号是欧洲航天局的首枚月球探测器,也是欧洲航天局“尖端技术研究小型任务”系列计划中的第一项研究项目。欧洲航天局用“SMART”为探测器命名,主要是因为该探测器执行的任务虽小,但研究的却全部都是目前最为尖端的技术。2006年9月3日,对月球表面进行了撞击,完成其最终使命。

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SMART-1 结构

       
欧洲SMART-1号月球探测器欧洲SMART-1号月球探测器

大量采用模块化、通用化设计和商用现货软硬件研制而成的“智慧—1号”探测器,是一个小型化航天器的杰作。它的起飞质量为370公斤,在太空展开后,其外形呈现为长1570厘米、宽115厘米、高104厘米的立方体,太阳能帆板翼展为14米,提供的电力为1.9千瓦。整个造价约为1.08亿美元的“智慧—1号”,其有效载荷质量虽然仅为19公斤,但却包括用于完成10多项技术试验和科学研究的仪器设备。 

SMART-1 能源利用

       

SMART-1号是世界上第一个采用太阳能离子发动机作为主要推进系统的探测器,该发动机利用探测器自身太阳能帆板产生的带电粒子束作为动力。运用离子推进技术的发动机,从离开地球到最终到达观测轨道,一共只消耗了75公斤的惰性气体燃料氙,燃料利用的效率比传统化学燃料发动机高10倍。

太阳能等离子体发动机属于太阳能电火箭发动机的一种,因此又将其称为电火箭。它是正在发展中的新技术,属于非常规推进系统。“智慧—1号”上采用的这种新型动力装置,利用高效砷化镓太阳能帆板把太阳光能转换成电能,并通过特设结构使部分电能产生电磁场;同时利用稀有惰性气体氙气作为工作介质。该新型动力装置在航天器上还是首次使用,它比通常使用的化学火箭的效率要高出10倍,且需工作介质较少,可使航天器携带更多的有效载荷。由于太阳能是用之不竭的再生能源,因此它能在太空无重力状态下连续工作几年时间。

这种动力装置的缺点是产生的推力很小,加速很慢,只能给“智慧—1号”提供0.2毫米/平方秒的加速度。

SMART-1 任务

       
SMART-1号探测月球模拟图SMART-1号探测月球模拟图

2003年9月27日,欧洲航天局利用“阿丽亚娜”5G型火箭将SMART-1号探测器送入太空。2004年11月15日到月球上空的近月轨道。经过精确的位置调整和运作后,SMART-1进入到距离月球表面470公里到2900公里的最终轨道,并在这一轨道上进行大量科学试验。

“智慧—1号”的首要任务是验证新型推进系统,其次才是探测和研究月球。所谓验证新型推进系统,就是测试为“智慧—1号”提供飞行动力的太阳能等离子体发动机的技术性能和工作可靠性。

科学家们通过探测器上携带的X射线光谱仪等设备,详细绘制了月球表面地形地貌图和矿物分布图,研究其表面岩石的化学成分,探寻小行星45亿万年前撞击地球产生月球的过程。SMART-1的另外一项任务是对月球是否存在水资源进行探测,其中对月球表面最有可能存在水的两极冻土区域进行了重点探测。

SMART-1号探测器出色完成了自己的探月使命,欧洲航天局决定将其剩余燃料用于完成最后的撞击任务。

2009年9月3日13时51分消息,欧洲宇航局宣布,格林威治时间9月3日5时42分22秒(北京时间13时42分22秒),欧洲探测器SMART-1号成功撞击月球。欧洲航天局估计,撞地的地点在月球的西经46.2度、南纬34.4度。

SMART-1 重要事件与发现

       

2004年6月17日:SMART-1使用传回了对地球照下的测试图像,该相机将用于对月球的近距离拍照。这张地球照片显示了欧洲非洲的部分。它是在5月21日使用AMIE相机照下的,AMIE是一个重量只有450克的图像设备。

2004年11月2日:绕行地球轨道的最後一个近地点。

2004年11月15日:绕行月球轨道的第一个近月点。

2005年1月26日:发回月球表面第一个近距离图像。

2005年2月27日:达到最终的环月轨道,轨道周期为5小时。

2006年9月3日:对月球表面进行了撞击,完成其最终使命。

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