嫦娥1号

李强0710219•有什么能让全世界超过十五亿的心脏为它跳动？有什么能让全中国为之欢腾？有什么能让我们连宋老师的课都不想上？——答案是——嫦娥一号！嫦娥一号的发射与我们中国的综合国力密切相关，尤其离不开我我们物理学家的努力。嫦娥一号用到了很多物理知识，例如说反冲，第一宇宙速度等。。。但我要讲的，是嫦娥一号如何在月球上照下月球的三维照片和如何确定月球上的元素含量。嫦娥依依不舍的看着故乡——地球▼CCD立体相机▼γ/X射线谱仪传统的立体相机是利用人们左右眼所看到的景物是不同的，这也是人们能够洞察立体空间的主要原因，用现代术语就是双眼视差(binocularparallax),这也是立体影像的基本原理。运用到卫星上，就是在一个卫星上的不同位置装两台普通相机，再经过电脑合成形成三维照片。可是由于嫦娥一号留给探测设备准备的空间有限，所以无法运用这种方法。还有一种方法就是发射几颗卫星在同一轨道面上进行拍摄，可是这样无疑增加了发射成本。鉴于中国还是发展中国家，这种方案也被否决了。这时，CCD立体相机应运而生，成为了嫦娥一号的眼睛！传说中的CCD立体相机CCD（Charge-CoupledDevice，电荷耦合器件）是可用于立体相机的一种重要组成部分。它一种光敏半导体器件，其上的感光单元将接收到的光线转换为电荷量，而且电荷量大小与入射光的强度成正比。这样，矩阵排列的感光单元构成的面阵CCD便可传感图像。CCD现在被广泛应用于数码相机和数码摄像机中，同时也在天文望远镜、扫描仪和条形码读取器中有应用。嫦娥一号所使用的CCD立体相机在研制中采用了许多创新技术，如首次提出采用一个大视场光学系统和一片大面阵CCD芯片。它用一台相机取代三台相机，能够实现拍摄物的三维立体成像。立体相机在工作时，采集CCD的输出，分别获取前视、正视、后视图像，随后进行处理，形成立体图像。CCD立体相机以自推扫模式工作，为了重构月表立体影像的需要，在设计上做了特殊处理。CCD相机的侧面图卫星在飞行时，CCD立体相机沿飞行方向对月表目标进行推扫，可以得到月表目标三个不同角度的图像。由于立体相机固定在卫星上不能自由转动，所以它只是随卫星与月球间的相对运动而移动，对月球表面进行扫描。这台CCD立体相机还以设备的小型化和轻量化提高了对空间环境的适应能力，它降低了有效载荷的重量，这使得火箭的发射能力、卫星的体积和重量及其他配套设施的改造等一系列技术问题的实现难度得以降低。目前，世界上现存的月球立体照片数量有限且不完整，如果这次探月能够顺利完成，那么我们就能够得到栩栩如生的全月地形地貌的立体照片。获取完整的月球立体影像资料不仅是为了让大家能看到月球的地貌图片，它具有深远的研究价值。科学家可以根据这些立体画面划分月球表面的构造和地貌单位，制作月球断裂和环形影像纲要图，勾画月球地质构造演化史，研究月球、宇宙的起源，并为下一步月球车以及宇航员登月选择着落地点提供科学依据。我们期待早日看清月球的庐山真面目！CCD立体相机的照相原理示意123——CCD立体相机——被测物体利用卫星的移动，在不同的视角对同一物体进行拍照。嫦娥一号的第一轨原始数据。左侧图像为CCD相机拍下的前视、正视、后视图片效果图因为月球表面是高低不平的。为了更好的确定照相机与月球表面的距离，嫦娥一号还刻意安装了一个激光高度计（图左），它的工作原理是定时向月球表面发射一束激光，测量其返回时间，用此来测量照相机与月球表面的距离，再在干涉成像光谱仪的帮助下为以后用电脑合成三维图片作准备。因为嫦娥一号沿月球南北极运动。由于南北两极的光照不好，所以激光高度计的可以更好的帮助地面上的计算机合成三维照片。据说月球的南北极的陨石坑中含有固态水，如果我们把南北两极弄明白了，将来建立月球基地就又多了一份信心啊！γ射线谱仪、X射线谱仪•在地球资源日益枯竭的今天，世界各国纷纷将自己的眼光对准了月球。大有得月球者得天下的样子。身为世界大国的中国，自然不会忽视月球这块大蛋糕。嫦娥一号所携带的γ射线谱仪、X射线谱仪，这是为了寻找月球上的资源而携带的，它们是中国嫦娥一号卫星的载荷之一。•γ射线谱仪的科学目标是测量月表以下20厘米深度的土壤中氧、硅、铁、钛、铀、钍、钾的丰度。有可能测到镁、铝、钙的丰度。•X射线谱仪主要用于探测月表元素受太阳X射线或宇宙射线激发产生的X射线。当太阳X射线或宇宙射线打到月面上，月表物质就会产生荧光X射线，不同物质发出的荧光X射线的波长不同，因此可以得到不同物质的信息。X射线谱仪在一年内，对月球表面1～10keV低能段和10～60keV高能段月表元素进行探测。主要科学使命有3个：第一，探测月表的镁、铝、硅等主要元素；第二，通过对探测数据的处理获得月表这些元素的含量；第三，确定这些元素在月表的分布情况。另外，在有强太阳活动的情况下，还可能给出钙、铁、钛的含量。•对这么多种元素进行测量，世界尚属首次。如果取得成功，那将是中国航天史上的一大奇迹！仰望星空我仰望星空，它是那样寥廓而深邃；那无穷的真理，让我苦苦地求索、追随。我仰望星空，它是那样庄严而圣洁；那凛然的正义，让我充满热爱、感到敬畏。我仰望星空，它是那样自由而宁静；那博大的胸怀，让我的心灵栖息、依偎。我仰望星空，它是那样壮丽而光辉；那永恒的炽热，让我心中燃起希望的烈焰、响起春雷。一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的。我们的民族是大有希望的民族！我希望同学们经常地仰望天空，学会做人，学会思考，学会知识和技能，做一个关心世界和国家命运的人。——温家宝