嫦娥一号科学成果

嫦娥一号卫星在轨运行一年零四个月,其上搭载的8台有效载荷共获得原始数据约1.37TB,后期生成的0、1 ,2、3 级数据产品约4.96TB (截止到2010年10月) 。2007年11月底开始,地面应用系统向各载荷研制单位提供了原始数据和工程数据,2008年8月开始嫦娥一号数据的正式发布,地面应用系统向国内外52家单位发布了嫦娥一号8种有效载荷获得的所有科学探测数据。

地面应用系统对嫦娥一号获得的探测数据进行了系统的研究,取得了丰硕的科研成果,填补了我国在月球和深空探测领域的空白。主要的科学成果有:

1、质量最高的全月球影像图和月球标准基础地图 ( Base Map)

嫦娥一号卫星CCD立体相机获得508轨南北纬70°以内和589轨极区的图像数据,第一次实现了月球表面的100%覆盖。地面应用系统利用嫦娥一号图像数据制作出了当前国际上数据覆盖最全、质量最好的全月球影响图,制作的全月球正射影像图是迄今为止国际上变形程度最低、位置精度最高、图像色调最一致和空间覆盖最完整的全月球影像图,将成为新的月球“标准像”——月球基础地图( Lunar BaseMap)


中国首次月球探测工程全月球正射影像图(嫦娥一号月球基础影像图)

 

2、精度和分辨率最高的全月球数字高程模型(DEM)和三维月球地形图

嫦娥一号卫星激光高度计共获得了约912万个月表测高数据,是目前国际上最多的测高采样数据。采用激光测高数据制作了分辨率为3公里左右的全月球数字高程模型(DEM),在精度和分辨率上明显优于美国ULCN2005,与日本SELENE激光高度计DEM模型相当,达到了国际先进水平。

利用CCD立体相机数据,采用三线阵数字摄影测量方法制作的全月球三维数字地形产品在数据覆盖范围、平面定位于高程精度、空间分辨率等方面均明显优于国际现有全月球数字地形产品,达到了国际先进水平。


CE-1全月三线阵摄影测量彩色晕渲图

3、利用伽马射线谱仪数据获得铀、钍、钾的全月球含量分布

嫦娥一号卫星伽马射线谱仪共获取了1103轨有效探测数据,累计时间约2120.8小时。地面应用系统对伽马射线数据进行了处理,由于信号积累时间的限制,其中只有U、Th、K等3类元素能够解译出全月球分布和含量,Mg、Al、Si、Fe、Ti等元素只能解译出区域含量与分布数据(结合X射线谱仪的分析结果)。


中国首次月球探测工程钾元素含量分布图


中国首次月球探测工程铀元素含量分布图


中国首次月球探测工程钍元素含量分布图

4、覆盖月球绝大部分地区的月球多光谱图像数据

嫦娥一号干涉成像光谱仪共获得了706轨有效探测数据,覆盖了月球南北纬70°以内84%的月表区域(相当于全月球的79%)。成像光谱仪数据的空间分辨率为200m,光谱范围为480~960nm,共有32个谱段,光谱分辨率为7.6~29nm。获得月表覆盖范围32个谱段的光谱分布图,嫦娥一号成像光谱数据的谱段,远比Clementine UVVIS光谱仪(5个光谱)多,且光谱分辨率高。

月球危海地区辉石分布图 月球危海地区TiO2分布图


月球危海地区FeO分布图

5、全月球4频段月表微波辐射亮温数据

6、独特的近月空间高能粒子和太阳风离子数据

嫦娥一号携带高能粒子和太阳风离子探测器对月球轨道空间环境进行了探测,其中高能粒子探测器共获取了1846轨有效探测数据,累积时间为2868.5小时;太阳风离子探测器获取了1815轨有效探测数据,累积时间为2852.3小时,其中约60%的轨数处于太阳风中。对这些数据的初步分析和对比研究,发现它们与地球磁场和月表带电粒子之间相互作用过程中的一些独特物理现象,对丰富太阳辐射及其与地球磁场和行星(月球)的相互作用具有特殊的意义。


CE-1观测的月球极区日夜交界面的粒子加速事件


行星际太阳风的离子能谱


磁鞘中的离子能谱


磁尾中的离子能谱