载荷创意设计征集活动说明手册.docx

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1、载荷创意设计征集活动说明手册一、名词解释1 .空间探测器空间探测器（SPaCeProbe）,对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人航天器，是空间探测的主要工具。可以是人造卫星飞近月球或行星进行近距离观测，也可以如我国的嫦娥三号探测器一样，着陆进行实地考察，甚至如未来的嫦娥五号一样采集样品进行研究分析并返回。嫦娥三号探测器（英文：Chang,e3）是我国第一个实现月球软着陆的无人登月探测器。嫦娥三号探测器由月球软着陆探测器（简称着陆器）和月面巡视探测器（简称巡视器，又称玉兔号月球车，英文：YUtU）组成。而嫦娥四号着陆器和巡视器原是嫦娥三号的备份，结构基本一致，在嫦娥三号成功后进行了改进。2

2、 .有效载荷航天器的有效载荷（Pay1oad）是直接执行特定目的任务的仪器、设备或分系统。对于以科学探测为任务的卫星或探测器平台，有效载荷是指星上或器上用于科学探测的设备、仪器或分系统。3 .拉格朗日点/中继卫星拉格朗日点指受两大物体引力作用下，能够使小物体稳定的点。在该点处，小物体相对于两大物体基本保持静止。这些点的存在由法国数学家拉格朗日于1772年推导证明的。由于嫦娥四号着陆器和巡视器将在月球背面着陆，需要通过一颗中继卫星才能与地面通讯。按计划，中继星将在地月12点附近执行中继任务。同时，中继星上也可以搭载用于执行科学探测任务的有效载荷。地月拉格朗日12点距离月球6.5万公里，距离地球为

3、38.4+6.5万公里即44.9万公里。4 .月球背面月球因其自转周期与绕地球公转周期相同，所以始终有一侧面对着地球，而另一侧面背对着地球。背对地球的一面被称为月球背面(Farside)o之前的有人和无人月表着陆探测都是在月球正面开展,目前国际上还没有月球背面着陆探测。二、月表环境简介1 .重力场在之前的探索任务中，科学家测量到月球重力大约只有地球的六分之一，约为1.62ms22 .温度由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达120;夜晚，温度可降低到零下180oCo3 .真空根据月表直接测量结果，月球表面为超高真

4、空环境，白天的真空度约为10-8Pa,夜晚达到IO-IOPa。4 .磁场月球磁场的性质可以为月球内部构造研究提供重要的依据，因而备受月球科学家们的关注。月球现在没有全球性的偶极磁场。然而，在采集回来的月球岩石样品中却发现月岩具有天然的剩余磁化组分，表明月球在历史上可能曾经有过一个全球性的磁场。根据目前探测仪器测量情况看，月球的局地磁场和区域磁场的强度存在显著变化，现场测量值从几T至几百T不等。（T为磁场强度单位“特斯拉”，nT为109特斯拉）5.辐射辐射环境可以导致航天器材料或器件性能下降或功能故障，也可导致生物组织机能损伤，是人类航天面临的主要威胁之一。探测、掌握空间的辐射环境是免受辐射灾害

5、的关键环节。由于月球没有内禀磁场，也没有稠密的大气层，银河系的宇宙线和太阳高能粒子可以直接轰击到月球表面，甚至深入月球岩石层，从而产生复杂的次级辐射粒子、溅射和反射粒子，这使得月球附近带电粒子辐射环境较行星际宇宙线环境背景更加恶劣。月球80%的时间直接暴露在太阳风中，其它时间则位于地球磁层磁尾处，处于地球磁场保护下，增加了月球附近空间辐射环境的复杂性。6 .地月距离月球离地球近地点距离为35.7万公里距离地球最远的远地点距离为40.6万公里。地球到月球的平均距离是38.4万公里，目前研究发现，月球将会越来越远离地球，每年大约远离3.8厘米左右。7 .月球昼夜周期月球的自转周期为27.3个地球日

6、，即一个月昼（白天）或月夜（晚上）约14个地球日（天）的时间。三、创意设计目标与需要考虑的要素1.具有创新性希望参加者能够提出大胆的创意，包括创新性的技术验证、构思新颖的科学研究实验、构思精彩的科普演示试验。2.具有科普价值与意义所建议的科学探测任务应具有一定的科学普及价值，即能够有助于以浅显的、让公众易于理解、接受和参与的方式，很好地向普通大众介绍自然科学和社会科学知识、推广科学技术的应用、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神。四、载荷建议约束条件载荷的创意设计和实现，必然受到所处环境包括太空环境、月球表面环境的影响，也必然受到探测器搭载能力的限制。因此，创意设计建议考虑的约束条件为：1

7、、重量：单台工作载荷或者联合工作载荷组的总重量不超过3kgo2、真空：能够耐受真空环境，且可以在真空环境下工作。3、温度：舱内设备工作温度控制范围：-20。0+55;舱内设备存储温度控制范围：-50C-+70C;舱外短期工作设备（不过月夜）耐受温度范围:-80-+80;舱外长期工作设备（过月夜）耐受温度范围?180-+130;4、体积：载荷体积的约束条件随安装位置的不同而变化，在此不做特殊规定。5、功率：载荷工作功率应尽可能控制在20W以内。五、创意设计文档格式月球探测载荷创意设计建议书项目名称：项目负责人：单位：日期：目录1 .创意来源2 .创意目标3 .创意方案4 .项目创新性5 .科学或科普意义6 .创意团队人员及单位载荷创意设计征集活动说明手册