在“嫦娥工程”的五大系统中，最引人注目的就是嫦娥一号月球探测卫星，它是中国第1个月球探测器，将走近月球直接获取大量有价值的信息，其能否正常工作关系到整个工程的成败，所以是整个工程的关键。

与人造地球卫星相比，远离地球的空间探测器在通信、制导、电源等许多方面更为复杂，提出了不少新的挑战。

一、嫦娥一号卫星概貌

嫦娥一号卫星的外形是一个2.00米×1.72米×2.2米的六面的长方体，两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米。其重2350千克，工作寿命一年，将运行在距月球表面200公里高的圆形极轨道上。

嫦娥一号由结构与机构，热控制，供配电，制导、导航与控制，推进，数据管理，测控数传，定向天线和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。这些分系统就像人体的“五脏六腑”一样缺一不可。

二、卫星有效载荷

所有的人造卫星都是由卫星平台和有效载荷两部分组成。有效载荷是指安装在卫星上直接用于对月球进行探测和试验的设备和仪器，它是卫星系统的一个非常重要的分系统。所谓卫星平台，就是除了有效载荷以外卫星的其余部分，它为有效载荷实现科学目标提供保障。是为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保障服务的各分系统的总称。所以，卫星平台不论安装什么有效载荷，其基本功能是一致的，只是具体的技术性能会有所差别。

嫦娥一号卫星上共搭载了8种有效载荷，用于完成月球科学探测任务。主要包括：

CCD立体相机用于获取月球表面三维立体图像；

激光高度计用于获取卫星星下点月表地形高度数据；

干涉成像光谱仪、γ谱仪、X谱仪分别用于月球表面主要物质类型和14种化学元素的探测；

微波探测仪用于测量月球表面月壤的厚度；

太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器用于从地球至月球4万到40万公里空间环境的探测。

三、卫星平台

嫦娥一号卫星是以东方红三号通讯卫星平台的结构和推进系统为基础进行研制。选用东方红三号卫星平台有三个主要原因：

一是它具有较大的承载能力，对于月球探测卫星的有效载荷承载能力可达150公斤，其构型布局可以满足月球探测有效载荷的需求；

二是这个地球静止轨道平台的推进系统可提供充足的轨道机动能力，能满足进入超地球同步转移轨道后卫星多次变轨的要求；

三是它非常成熟和可靠，已成功用于10多颗卫星。

由于嫦娥一号主要用于对月球进行遥感探测，所以还充分继承资源一号卫星、资源二号卫星等对地观测卫星的现有成熟技术和经验，并为满足月球探测任务要求设计了月球探测平台，在轨道、测控、制导导航与控制系统、热控分系统等方面都有自己的独特之处。

嫦娥一号卫星平台主要由以下分系统结成：

结构与机构分系统

结构与机构分系统主要由蜂窝复合材料板和承力筒组成，用于支撑和固定卫星上的各种科学仪器和设备，使之构成一个整体，以便能够承受地面运输、卫星发射和太空飞行时的各种严酷的力学环境和空间环境等所带来的影响。

热控分系统

热控分系统主要由加热控制器、加热片、散热片、热管和隔热材料等组成，能够实现保温、加温、传递热量和散发热量。通过组织和合理调配嫦娥一号各部分之间热量的吸收、存储和传递，对内外热量进行控制，保证飞行各阶段星上仪器、设备的工作温度均在要求的范围内。

供配电分系统

供配电分系统主要由卫星的太阳电池阵、镍氢蓄电池组和电源控制器等相关的设备组成，负责发电、电能存储、电源控制、电源分配和电源电压变换等，以满足嫦娥一号卫星在整个飞行过程中的供电需求。

制导、导航与控制分系统

制导、导航与控制分系统由星载控制计算机、陀螺、动量轮、加速度计、星敏感器、太阳敏感器等设备组成，主要任务是完成嫦娥一号奔月过程所需的多次轨道调整和多种飞行姿态机动与保持控制，并在环月探测期间实现遥感探测器对月定向、太阳电池翼对日定向跟踪、定向天线对地定向的控制要求。

推进分系统

推进分系统是嫦娥一号的动力系统，由1个490牛推力发动机和6组12个10牛推力器、推进剂贮箱、气瓶、管路、阀门等组成，它与制导、导航与控制分系统协同，根据控制计算机发出的指令来工作，实现各种姿态的建立、保持与轨道控制等功能，使卫星能按预定的轨道和姿态飞行。

数据管理分系统

数据管理分系统由中心计算机和远置终端等装置组成，是卫星的总管家。它会根据事先制定好的准则控制各分系统的工作状态，将地面发送来的遥控指令进行分类，然后按时分发到对应的分系统；同时收集卫星产生的遥测和数据信息，并对这些信息进行分类和编码，为下传到地面做好准备；它还为星上相关分系统提供时间基准。

测控和数据传输分系统

测控和数据传输分系统由天线、接收机和发射机等设备组成，主要功能是为卫星控制指令的接收和数据传输提供可靠的通道，为轨道测量提供信标信号和测距转发信号，使地面站能知道卫星的飞行轨道和工作状态，并对其进行相应的控制。

定向天线分系统

定向天线分系统在嫦娥一号环月飞行期间，为下传星上有效载荷产生的科学数据和卫星工程遥测信息提供更高的信道增益。

四、卫星的特点和关键技术

嫦娥一号月球探测卫星与人造地球卫星相比，有很大不同，需要采用较多新技术，新设备，需要攻克许多技术难关。

三体定向技术

所谓三体定向是指嫦娥一号卫星要具备实时自主对日、地和月的三体定向的能力。嫦娥一号的探测目标是月球，所以要保证携带的科学仪器对准月球，来完成遥感探测任务。星上的太阳电池翼要对准太阳，以保证获得足够的光照并产生足够的电能，同时还应将它的定向天线对准地球，从而使嫦娥一号在地面站可观测弧段内把自身工作状态信息和科学仪器的探测结果及时发回地球。

但由于地球，太阳，和月球的空间关系随时都在变化，而且比较复杂，因此就给实时自主三体定向带来很多挑战，如卫星环月实时轨道的确定、地球方位的计算和复杂控制率的设计实现与验证基本为全新的，对星载控制计算所的速度等指标也有更高的要求，星上控制软件任务功能分配及调度技术也有所突破。

为使嫦娥一号上的科学仪器始终对准月球表面进行连续探测，该月球探测卫星采取三轴稳定的姿态控制方式，这样可以保证星体上安装科学探测仪器的一面始终朝向月球，满足遥感探测的需求。应用驱动机构一维转动的方式实现了太阳电池翼对太阳定向，通过双轴驱动机构两维转动实现了定向天线对地球定向，解决了月球探测过程中的三体定向的难题。

“嫦娥一号”的22种飞行姿态  http://wtyf2008.blog.163.com/blog/static/8416144200792794737971
热烈祝贺我国“嫦娥一号”探月卫星发射成功！http://wtyf2008.blog.163.com/blog/static/8416144200792792553117