月球勘测轨道卫星

月球勘测轨道卫星(LRO)，又称月球勘测轨道飞行器，是美国一个发射至月球轨道的无人宇宙飞船，由美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的工程师研制。这次探测活动是美国重返月球计划中首批探月任务。两个月球探测器将搜寻适宜登月着陆点、探寻月球水冰存在线索和勘测月球资源等，为下一步载人探月奠定基础。

名称：月球勘测轨道卫星

制造商：NASA戈达德航天飞行中心(LRO)／诺斯洛普·格鲁格空间技术公司(LCROSS)

发射日期：2009年6月18日

发射地点：佛罗里达州，卡纳维拉尔角

轨道：月球轨道，50公里(31英里)，圆形极轨道

运载火箭：阿特拉斯五号

结构尺寸：2米×2米×3米

1、研制历程

月球勘测轨道卫星

2006年12月，美国航天局发布“重返月球”计划，描绘了21世纪美国探索月球的整体框架和目标，其核心目标是在月球上建立永久基地，并为登陆火星乃至探索更遥远的太空做准备。根据这项计划，美宇航员首次重返月球的时间可能在2020年，最初的几次登月可能均由4名宇航员完成，他们在月球表面停留时间约为7天。随后，美国将逐步建设月球基地，其中包括电力供应系统、月球车装配及宇航员居住区。最终的月球永久基地可为载人探索火星做准备。

月球勘测轨道飞行器（LRO）是美国国家航空航天局（NASA）“重返月球计划”的首个任务，该方案在2004年提出，旨在重返月球，并登陆火星以及向更远的太空进军。月球轨道探测器的任务包括在月面寻找安全的着陆点，寻找潜在的资源，研究月面的辐射环境并论证一些新的技术。这枚探测器由NASA的综合探索任务执行委员会负责，将在50公里高的极月轨道上运行一年。

美国国家航空航天局的戈达德太空飞行中心原本计划将月球勘测轨道飞行器设计成一个在极轨道运行的大且精细的宇宙飞船，设计使用年限是一年。另外一个选择是将任务的时间延长（延长至五年），这样月球勘测轨道飞行器能够成为一个未来月表任务的通信中继器，例如登陆器或者月球车。

月球勘测轨道飞行器的初步设计检查于2006年3月完成，对遭到了批评的设计的重新改进也于同年11月完成。

LRO定于2009年发射，发射采用的是大力神5号401运载火箭。转往月球大概需要4天。届时，LRO将进入一个椭圆形轨道（被称为试运行轨道），由此它将进入最终轨道。LRO的最终轨道将是一个圆形极地轨道，离月球表面（略微超出30英里处）约50公里。

2、任务目标

月球勘测轨道卫星拍摄到的月球坑洞

月球勘测轨道飞行器的首要任务的主要目标是完成美国的外层空间探索计划。为了成功的达到“计划”的目标，包括人类再次登月，该飞行器将会勘测月球的资源并决定可能的登陆地点。它将沿着绕月轨道运行，这有助于绘制月球表面的三维地图。

LRO将会传回包括全日月温图、月面大地坐标、高分辨率彩******片以及月面紫外返照率在内的大量数据。然而，这项任务的重中之重是月球两极一些常年不见阳光的地方，在两极的阴暗处寻找水的踪迹。LRO的极具探索性的任务让NASA的综合探索任务执行委员会在一年之后过渡到了一个科学阶段，LRO上有很多仪器都是从过去行星探测器继承而来的。

3、结构特征

月球勘测轨道卫星

月球勘测轨道飞行器大小与一辆宝马MiniCooper汽车相当。它携载7种探测设备，探测任务预计持续一年。进入预定轨道后，它将利用携带的微型雷达对月球进行拍照、借助一种特制仿生塑料材料观察月球辐射环境并测量月球表面温度。借助它传回的图像数据，科学家将绘制出比以往更完整、更清晰的三维月球“地图”，以更好勘测月球资源、搜寻适宜登月着陆点。

4、有效载荷

月球勘测轨道卫星

LRO的装备包括6个仪表和一个技术演示，将提供重要的数据包，帮助人类重返月球。

1、宇宙射线望远镜测量辐射效应

测量辐射效应的宇宙射线望远镜（CRaTER：TheCosmicRayTelescopefortheEffectsofRadiation）将给出月球辐射环境的特征，确定其对生物可能产生的影响。CRaTER还将对辐射效应和屏蔽模型进行测试，这有助于开发保护技术。

2、月球辐射计实验（DivinerLunarRadiometerExperiment）

月球辐射计（DLRE）将提供轨道热绘测量，给出地表和地下温度（辨别出冷阱和可能的冰沉积物）的详细信息以及着陆险地：不平坦的地势或突起的岩石。

3、莱曼阿尔法测绘项目（LymanAlphaMappingProject）

莱曼阿尔法测绘项目（LAMP）将画出远紫外线下的整个月球表面地图。LAMP将在极地地区探寻表面冰层和霜冻，并提供在只有星光照射时，永远处于阴影中的地区的画面。

4、月球探索中子探测器（LunarExplorationNeutronDetector）

月球探索中子探测器（LEND）将绘出高清晰度的氢分布图，并提供月球辐射环境的相关信息。LEND可被用来寻找月球表面有水冰的证据，并将提供有助于未来人类探索的空间辐射环境测量。

5、月球轨道飞行器激光测高仪

月球轨道飞行器激光测高仪（LOLA）将测量着陆点坡度，表面糙度程度，并绘制一张高分辨率的月面图。月球轨道飞行器极光探测仪还将通过分析月球地形的勘测和分析来确定月球的永久日照区域和永久背阴区域。

月球轨道激光测高仪的工作原理是：一个光学透镜发射的激光脉冲被分裂成5束，每束撞击到月表后被反射回来。该仪器通过反射回来的脉冲，可以确定它的运行时间，计算出光运行的速度，从而得出飞船到达月表的距离。合成月球背面图的位置误差在1到10公里。

6、月球侦查轨道器照相机

月球侦查轨道器照相机（LROC）将传回高分辨率的月面黑白图像，拍摄分辨率达到米级的月极图像。月球勘测轨道飞行器照相机还能对月球表面进行彩色和紫外线拍照。这些图像将有助于研究月极光照情况，发现可能的资源和危险地区，还将有助于选择飞行器安全着陆地点。

7、微型射频技术显示器

微型射频技术显示器(Mini-RFTechnologyDemonstration)的主要目的是寻找月球表面以下的水冰存在。此外，该仪器还能为月球上被永久背光区域拍摄高清晰图像。

5、发射过程

月球勘测轨道卫星

2009年2月11日，月球勘测轨道飞行器从戈达德太空飞行中心运送至卡纳维拉尔角空军基地。

按美国航天局计划，月球勘测轨道飞行器、月球坑观测和传感卫星当天搭乘“宇宙神-5”型运载火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。航天局设定3个发射窗口，分别始于美国东部时间17时12分、17时22分和17时32分。如18日未能发射，航天局在东部时间19日18时（北京时间20日6时）后还设定3个发射窗口。受气象条件影响，两个探测器在当天设定的最后一个时间窗口发射成功。航天局希望，这次耗资5.83亿美元的发射任务能为美国宇航员2020年重返月球奠定基础。

美国东部时间2009年6月18日17时32分（北京时间19日5时32分），两个探测器--月球勘测轨道飞行器、月球坑观测和传感卫星，搭乘阿特拉斯五号运载火箭腾空而起，开始了月球探测之旅。这是美国“重返月球”战略计划的第一步，将为美国下一步载人探月以及探索太阳系提供重要数据。

2009年7月，月球勘测轨道飞行器处于绕月椭圆形试运行轨道，其近月点距月球南极约30．6公里，远月点距月球北极约199．5公里。在这一轨道运行期间，月球勘测轨道飞行器携带的仪器将陆续被激活并进行校准。8月份，该探测器将进入主要任务轨道——距月球表面约50公里的圆形月球极地轨道，并在这一轨道运行大约1年。

6、探测发现

月球勘测轨道卫星拍摄到的月球背面照片

2013年，轨道飞行器拍到阿波罗飞船着陆地的画面照片，清楚地显示了下降段（直径约为12英尺，即3.66米）的位置以及宇航员的脚印及其布设的各种设备。这张图具有重要的科学价值，因为它给阿波罗返回地面的样本提供了依据。除了用于科学研究以外，月球勘测轨道飞行器拍到的所有六个“阿波罗”任务着陆地的照片。

月球勘测轨道飞行器在2013年发现了至少两个月球坑洞（其实就是月球表面的大坑）的最清晰照片。科学家认为这些洞其实是“天窗”，当地下熔岩洞顶发生塌陷（可能因陨星撞击），就会形成像天窗一样的结构。

2013年，轨道器上的激光测高仪获得的了月球背面的图片，显示了月球地貌特征，其中红色代表高达2万英尺（6.10公里）的月球最高点，蓝色代表深达2万英尺（6.10公里）的最低点。

2014年1月，美国“月球勘测轨道飞行器”从中国嫦娥三号在月球上的着陆点上方飞过，并拍下了嫦娥三号着陆器和玉兔号月球车在月面上的照片。在美国航天局官网最新发布的照片上，“玉兔”号呈现为一个小小的亮点，在其附近还有另一个稍大的亮点，那是嫦娥三号着陆器。由于拍照时月球上正是日落时分，两者在月面上投下了长而清晰的阴影。此外，着陆点以东60米处就有一个直径约450米的撞击坑，深度大约是40米。