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SMART-1


贡献者：不爱吃窝瓜    浏览：1075次    创建时间：2015-04-27

　　SMART-1
　　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。
　　中文名SMART-1
　　类 型月球探测器
　　隶 属欧洲航天局
　　执行任务时间2006年9月3日
　　造 价1亿1000万欧元
　　成 就为撞月球提供经验
　　目录
　　1简介
　　2飞行器设计
　　3结构
　　4能源利用
　　5任务
　　6飞行
　　1简介
　　Smart 1或SMART-1是一个借助太阳能离子推进器进入月球轨道的环月人造卫星。'"SM
　　ART'"是用于先进技术研究的小型任务（Small Missions for Advanced Research in Technology）的缩写。（LISA Pathfinder是SMART-2的另一个名字，SMART-1发射于2003年，是欧洲第一个飞向月球的太空飞船。2006年9月3日，格林尼治时间5点42分，在科学家的控制下，准时对月球进行了撞击试验，完成其最终使命。
　　2飞行器设计
　　SMART-1是一个轻量级的探测器（发射时重815磅/367千克，消耗燃料后减少至287千克），横断面只有1米（大约3英尺）. 总共造价也很低： 只有1亿1000万欧元（1亿2600万美元）. SMART-1是欧洲航天局关于建造比类似美国NASA但更小更便宜的太空飞船计划的一部分。
　　其太阳能离子推进器 （太阳电力主推进器，SEPP）是一个霍尔效应推进器（PPS-1350）. 其设计使得能够产生的动力比起传统化学燃料火箭更为持久。随身携带的化学燃料储备只有惰性的氙60升（大约16美加仑），总重量为80千克. 推进器使用使用电磁场喷射出高速氙离子。
　　准确的推动力是16100m/s（排气速率）或1640秒， 这已经是化学火箭最大值的三倍。因为一千克化学燃料（占火箭重量的1/350至1/300）产生的ΔV只接近45m/s。
　　3结构
　　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。
　　4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。
　　5任务
　　作为"用于先进技术研究的小型任务"计画的一部分，SMART-1将会测试新的太空飞行技术. SMART-1主要目的是测试太阳能离子推进器. 它也将测试小型科学设备的使用，这些设备可能更为有效. 如果成功，这些技术将会在将来的ESA任务中使用.
　　任务的第二个目标是获取关于月球的更多信息，例如其是如何形成的这类问题. SMART-1将会对月球表面进行X射线和红外线遥感采样绘制地图，从不同的角度拍摂图片并依此即可建立月球表面地图的三维模型. 它还将使用X射线分光镜决定月球的化学组成. 一个特别的目标是使用红外线搜寻月球南极固态水的存在，那里从未被太阳辐射直接照射过. 它也将对月球的Peak of Eternal Light进行地图采样，该地形的山顶永久性的曝露在太阳辐射之下，而周遭的环形山则永远出于阴影中. 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。
　　2006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。
　　6飞行
　　SMART-1在2003年9月27日与INSAT-3E以及e-BIRD使用Ariane-5型火箭在法属圭亚那的Kourou一起发射升空. 其发射后42分钟即进入654 x 35 885 km的离地静止轨道. 在那里，SMART-1将在13个月中使用SEPP逐渐螺旋脱离. 2004年11月11日它穿过拉格朗日点 L1并且进入月球重力影响区域，在UT时间11月15日1748其穿越了月球轨道的第一个近月点.
　　欧洲航天局于2005年2月15日宣布，已经批准了关于延长一年SMART-1的使命到2006年8月的提案。


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