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我(wo)們(men)仰(yang)望(wang)星(xing)空(kong),一(yi)輪(lun)明(ming)月(yue)如(ru)同(tong)玉(yu)盤(pan)般(ban)掛(gua)在(zai)半(ban)空(kong)中(zhong)。遠(yuan)遠(yuan)地(di)看(kan)去(qu),月(yue)亮(liang)是(shi)那(na)麼(me)地(di)美(mei)麗(li)和(he)安(an)詳(xiang),但(dan)實(shi)際(ji)卻(que)並(bing)非(fei)如(ru)此(ci),月(yue)球(qiu)附(fu)近(jin)軌(gui)道(dao)的(de)空(kong)間(jian)環(huan)境(jing)是(shi)十(shi)分(fen)嚴(yan)酷(ku)和(he)特(te)殊(shu)的(de),除(chu)了(le)具(ju)備(bei)一(yi)般(ban)太(tai)空(kong)環(huan)境(jing)中(zhong)所(suo)共(gong)有(you)的(de)高(gao)真(zhen)空(kong)、微重力、強輻射等特點以外,還具有一些特殊之處,需要在月球探測衛星設計時加以考慮。
一、光照條件
地球圍繞太陽轉、月球圍繞地球轉、衛星圍繞月球轉,日、地、月、衛星四者的相對位置關係導致了其特殊的軌道光照條件。
月球探測衛星的軌道通常采用環月極軌道,其軌道麵方向在慣性空間中不變。因此在一年中,太陽光與衛星軌道麵的夾角會從0度變化到360度,如圖1所示。當該夾角位於某些區間內時,衛星軌道處於全日照狀態;而(er)另(ling)外(wai)一(yi)些(xie)時(shi)候(hou),衛(wei)星(xing)軌(gui)道(dao)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)能(neng)夠(gou)被(bei)陽(yang)光(guang)照(zhao)射(she)到(dao),另(ling)一(yi)部(bu)分(fen)則(ze)位(wei)於(yu)月(yue)球(qiu)的(de)陰(yin)影(ying)裏(li)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)衛(wei)星(xing)繞(rao)月(yue)球(qiu)每(mei)飛(fei)行(xing)一(yi)圈(quan),就(jiu)會(hui)進(jin)行(xing)一(yi)次(ci)充(chong)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)。以(yi)嫦(chang)娥(e)一(yi)號(hao)衛(wei)星(xing)為(wei)例(li)計(ji)算(suan),其(qi)軌(gui)道(dao)周(zhou)期(qi)約(yue)兩(liang)個(ge)小(xiao)時(shi),那(na)麼(me)衛(wei)星(xing)在(zai)1年壽命內將進行4000多次充放電。如果衛星延期服役,那麼充放電次數還會更多。
如果月球進入地球的陰影裏,那麼衛星將經曆長達幾個小時的月食,如圖2所(suo)示(shi)。在(zai)月(yue)食(shi)中(zhong),無(wu)法(fa)獲(huo)得(de)太(tai)陽(yang)能(neng)輸(shu)入(ru),隻(zhi)能(neng)依(yi)靠(kao)蓄(xu)電(dian)池(chi)硬(ying)扛(kang)。並(bing)且(qie)此(ci)時(shi)衛(wei)星(xing)的(de)溫(wen)度(du)也(ye)將(jiang)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang),會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)下(xia)降(jiang)。因(yin)此(ci)衛(wei)星(xing)的(de)供(gong)配(pei)電(dian)設(she)計(ji)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)月(yue)食(shi)這(zhe)一(yi)特(te)殊(shu)環(huan)境(jing)因(yin)素(su)。

二、溫度條件
youyuyueqiufujinmeiyoudaqicengdebaowenxiaoying,huanyueguidaoshangyangzhaoquheyinyingqudewenchafeichangda。shouyangguangzhijiezhaoshededifang,wendugaodayibaiduosheshidu,yinyingquwenduzehuixiajiangzhilingxiayibaiduosheshidu,bingqieweixingjiangzaizheyiquyufeixingjishifenzhong。yudaoyueshishi,weixingjinglichaodiwendeshijianjiugengchangle,dadaojigexiaoshi,shiyigeyanjundetiaozhan。qici,yueqiudetaiyangguangfanshehehongwaidiwenfushehuizuoyongdaoweixingduiyuemian,yehuiyingxiangweixingdewendubianhua。zaizhe,weixingneibudeyiqishebeigongzuoshiyehuisanfareliang,youdeshebeisanreliangda,eryoudesanreliangxiao。
因此,衛星的外部熱環境會發生周期性劇烈變化,而內部各個位置的熱分布又很不均衡,給熱控設計帶來了困難。
三、電磁環境
人類活動產生了大量的無線電幹擾,並且由於受到地球電離層的幹擾,在地球上難以開展頻率低於10MHz的de射she電dian天tian文wen觀guan測ce,甚shen至zhi在zai地di球qiu軌gui道dao甚shen至zhi月yue球qiu正zheng麵mian開kai展zhan的de空kong間jian射she電dian天tian文wen觀guan測ce也ye受shou到dao地di球qiu電dian離li層ceng反fan射she和he人ren工gong無wu線xian電dian的de幹gan擾rao。而er月yue球qiu背bei麵mian屏ping蔽bi了le地di球qiu的de無wu線xian電dian幹gan擾rao、閃(shan)電(dian)和(he)極(ji)光(guang)無(wu)線(xian)電(dian)發(fa)射(she),月(yue)夜(ye)期(qi)間(jian)還(hai)屏(ping)蔽(bi)了(le)強(qiang)烈(lie)的(de)太(tai)陽(yang)射(she)電(dian)輻(fu)射(she),因(yin)此(ci)月(yue)球(qiu)背(bei)麵(mian)及(ji)其(qi)上(shang)空(kong)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)獨(du)特(te)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)環(huan)境(jing),是(shi)開(kai)展(zhan)低(di)頻(pin)射(she)電(dian)天(tian)文(wen)學(xue)觀(guan)測(ce)的(de)絕(jue)佳(jia)地(di)點(dian)。當(dang)月(yue)球(qiu)探(tan)測(ce)衛(wei)星(xing)在(zai)環(huan)月(yue)軌(gui)道(dao)上(shang)運(yun)行(xing)到(dao)月(yue)球(qiu)背(bei)麵(mian)時(shi),將(jiang)填(tian)補(bu)100KHz-1MHz射電天文觀測的空白。美國將於2020年發射的DARE(Dark Ages Radio Explorer)衛星和我國將於2018年前後發射的嫦娥四號探測器都將利用這一特殊條件,開展低頻射電天文觀測活動。來源:探月與航天工程中心,王瓊

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