辉夜号 (航天器)

辉夜号（かぐや，KAGUYA）又称辉夜姬号、月亮女神号（セレーネ，SELENE），是日本发射的月球人造卫星，耗资2.7亿美元，日本宇宙航空研究开发机构人员表示此计划是继美国《阿波罗计划》后规模最庞大的月球计划。辉夜姬号在当地时间2007年9月13日10时35分搭乘H2A-13火箭，从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心成功升空，开始了其为期一年的旅程。辉夜姬号已经历过两次延期发射，第一次是从2007年8月16日延期到9月13日，第二次是从9月13日再延期到14日（协调世界时）。

## 命名

“SELENE”一名是计划名称“Selenological and Engineering Explorer”的缩写，发想于希腊神话中月亮女神的名字塞勒涅。此外，日本一般习惯会为成功发射上太空的卫星再取一个“正式名称”，而该卫星的正式名称则是“かぐや”，取自日本传说《竹取物语》中的“辉夜姬”。

发射之后，这颗卫星便很少再使用开发时的“月亮女神号”的名称，无论是ISAS(宇宙开发研究所)或是JAXA的宣传资料与报告上，皆是将本卫星称呼为“辉夜号”。

而两个子卫星，“中继星”命名为“翁”，“甚长基线干涉测量星”就命名为“妪”。取自日本传说《竹取物语》中的伐竹翁及其夫人，即是辉夜姬的养父和养母。

## 过程

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以下时间以发射点时间为准：

2007年9月13日

- 辉夜姬号在鹿儿岛县种子岛宇宙中心升空

2007年10月3日

- 辉夜姬号进入椭圆形绕月轨道

2007年10月8日

- 辉夜姬号释放第一个子卫星

2007年10月11日

- 辉夜姬号释放第二个子卫星

2007年10月18日

- 辉夜姬号用5天时间变轨，进入圆形绕月轨道，在月球上空100公里绕月

2007年11月7日

- 辉夜姬号传回由高清晰度摄像机所拍摄的月球表面图像，同日JAXA公开该照片

2009年6月11日3时25分

- JAXA结束任务，让辉夜姬号主体坠落于月南半球的优湖。

## 设计

辉夜姬号主要分为三部分：

### 主卫星

- 重量： 2914公斤
- 体积： 2.1 x 2.1 x 4.8米
- 姿态控制系统：三维平衡系统
- 最大动力： 3.5千瓦
- 任务时间： 1年
- 任务轨道：近圆形轨道
- 运行高度：离月面100公里
- 轨道倾角： 90度

### 中继星（翁）

- 重量： 53公斤
- 体积： 1.0 x 1.0 x 0.65 米
- 高度控制系统：假想轴平衡系统
- 动力： 70瓦
- 最初轨道：椭圆形轨道（100公里 x 2400公里）
- 轨道倾角： 90度

### 甚长基线干涉测量星（妪）

- 重量： 53 公斤
- 体积： 1.0 x 1.0 x 0.65 米
- 高度控制系统：假想轴平衡系统
- 动力： 70瓦
- 最初轨道：椭圆形轨道（100公里 x 800公里）
- 轨道倾角： 90度

## 主要任务

辉夜姬号在发射20天后会进入椭圆形绕月轨道，之后还释出两个子卫星，分别在月球正面和背面运行，用作通讯和采测重力。辉夜姬号主卫星则将会在35天后逐步进入圆形绕月轨道，飞越月球两极，于月球上空100公里绕月运行一年，进行各种观测，以阐明月球的起源和演化，并在未来使用它，有关研究结果会在2009年公布。

## 仪器

辉夜姬号搭载了14台观测设备，仪器的精确度是过往的10倍至100倍，主要用来探勘月球地形，元素分布和月球重力，并寻找岩浆海洋。科学家认为这些数据有助研究月球的形成过程。辉夜姬探月卫星发射时共携带14项观测仪器，可分为调查月球表面物质的装置，调查月球地形与地底构造的装置，调查月球环境的装置，调查月球重力分布的装置，从月球调查地球的装置及清晰拍摄月球与地球的装置六大类，另有太阳能板及高增益天线等其他装置：

### 调查月球表面物质的装置

#### X射线萤光分光计

调查月球表面元素分布状况的装置。由于月表受太阳照射吸收X射线，用X射线测定从月球物质释出的X射线，可观测构成元素的分布。

#### 伽玛射线分光计

调查月球表面元素分布的装置。月球表面的物质吸收宇宙射线，会释放同为放射线的伽玛射线。经由此测定，可检测出元素的存量。同时也可以寻找月球上的水。精确度为过去的十倍。

#### 多波段影像仪

以可见光及近红外线摄影的装置。用于调查岩石的种类与分布，分辨率为20米，所获得的岩石分布资讯，精密度为过去的10倍。

#### 谱形仪

从可见光至红外线的带宽，观测卫星正下方500米的狭小范围。利用将波长约500~2600奈米的区域分割成296个加以辨别的方式，连矿物的种类都能标定。

### 调查月球地形与地底构造的装置

#### 地貌摄影机

利用向前与向后的两个摄影机，拍摄月球表面的照片。分辨率为10米。透过观测，可取得月球表面的详细立体地图。

#### 月球雷达测深器

利用5兆赫的电波，了解月球地底构造的装置。运用4根长15米的天线，详细观测来自2~5公里深处的反射电波，探索地层的构造等。原理类似鱼群探测机。

#### 激光高度仪

朝向卫星正下方发射激光光，精密测定光线反射的时间。根据测定的时间计算卫星与月面间的正确距离。调查月球的标高后，制作精密的地形图，观测期间将测定3000多万个地点。

### 调查月球环境的装置

#### 月球磁场观测装置

辉夜姬号所用的磁力计可测量地球磁场10万分之一的微弱磁场。为避免受卫星本身仪器所发出的磁场干扰，携带于长12米的天线杆端。

#### 粒子射线侦测器

利用多部检测器探查照射月球表面的宇宙射线。未来人类若在月球表面活动，会影响人类的宇宙射线之测定。同时在主卫星面向月球的一测装设射线侦测器，可调查月球断层活动的情形。

#### 电浆观测装置

探查月球四周电浆的装置。利用4部感应器观测月球四周之离子及电子的能量与方向。同时也以反射电子观测月球表面的磁场异常。

#### VRAD卫星携带的电波源

VRAD卫星发射电波，用于表面重力的精密观测与电离层观测。重约50公斤，沿着距近月点100公里、远月点800公里的椭圆轨道绕行。

### 调查月球重力分布的装置

#### 中继卫星携带的中继器

当辉夜姬号飞到月球背面，继续进行观测时所用。因可准确测定辉夜姬号的轨道，使月球重力的测定达到极高的准确度。重约50公斤，环绕近月点100公里、远月点为2400公里的轨道飞行。

#### VRAD卫星携带的电波源

VRAD卫星发射电波，用于表面重力的精密观测与电离层观测。重约50公斤，沿着距近月点100公里、远月点800公里的椭圆轨道绕行。

### 从月球调查地球的装置

#### 电浆影像仪

可观测地球的极光等。利用环绕月球轨道飞行的机会，同时捕捉地球南北两极的极光。

### 清晰拍摄地球与地球的装置

#### 高清摄影机

共有2台分别为广角与远摄的高清照相机。拍摄月球看地球升起的“地球现身”首部动画。一分钟动画传送到地球约需20分钟。

### 其它装置

#### 太阳能板

约23平方米，等同于13块塌塌米的大小。太阳能板的配置方式为单独一片，非对称式。

#### 高增益天线

负责将观测数据传回地球或和子卫星的传输。

## 重力观测的方式

测量月球重力的方式有两种，一种是利用卫星的变动而测得，准确率较低；另一种则为相对VLBI，准确率高出前一方法之十倍。

### 卫星变动法

测量月球背面重力的方法是由地球发射向中继卫星的电波，测量中继卫星的运动情况，同时中继卫星也向主卫星（辉夜姬号）发射电波，测量主卫星的运动，然后由多普勒计量度分析月球重力。正面则是直接由地球发射电波到主卫星上，在接收反射电波，即可知重力大小。

### 相对VLBI法

由地面站接收来自卫星的和一个星体（或类星体，方向和位置关系已知且能量强的星体）的电波，得知时间和位置的差异，即可得这三点的三维位置关系。

## 成果

辉夜号地形相机拍摄的月球南极沙克尔顿坑内部的分析显示，几乎没有裸露的水冰。调查月球背面莫斯科海发现其形成时间比过去估计结果早了5亿多年。搭载的日本放送协会摄像机成功拍摄了“満地球の出”、“月面”，在2009年2月9日半影月食 (对月球来说为日食)发生时，首次拍摄到地球形成的倍里珠。子卫星“翁”成功观测月球背面的重力异常，增加了大碰撞说的可信度。

辉夜号准确测量了月球两极的日照量，确认月球两极有永久的阴影区，此后NASA的月球坑观测和传感卫星确认月球存在水。其它发现还包括月球表面存在铀矿、确认由阿波罗15号着陆产生的痕迹、确认月球表面下存在月球熔岩管，可以作为人类未来在月球居住区域的遮蔽物；任务结束后成功控制坠落，也为未来无人登月进行了技术验证。

## 外部链接

- －JAXA在Youtube上的频道，有许多动画公开。

## 基本资料

- 日语原文：SELENE (Kaguya)
- 所属组织：JAXA
- 主制造商：NEC东芝宇宙机构
- 任务类型：轨道太空船
- 环绕对象：月球
- 入轨时间：2007年10月4日
- 发射时间：2007年9月14日,01:31:01 UTC
- 发射手段：H-IIA
- 任务时长：2009年6月11日，操控坠毁、(自发射)
- 国际卫星标识符：SELENE
- 官方网站： SELENE网页
- 质量：主卫星 : 2,914 公斤（发射时）、中继星 : 53 公斤、甚长基线干涉测量星 : 53 公斤
- 功耗：3486 W
- 倾角：90°
- 周期：2h
- 远拱点：100 km
- 近拱点：100 km