中国月球探测工程若干术语解读

●嫦娥（Change, Lunar Goddess）

中国家喻户晓的“嫦娥奔月”神话女主人公的名字。英译名除用汉语拼音Change外，应附加意译Lunar Goddess。

嫦娥奔月的传说最早见于《归藏》。1993年湖北王家台出土的秦简《归藏》就有叙述：“昔嫦娥以西王母不死之药服之，遂奔月为精。”秦简《归藏》是抄本，其原书汉初即已失传，据考证最晚成书于战国初期，一说为《周易》前之古《易》。

嫦娥亦作姮娥。姮娥即中国最早的神话地理著作《山海经•大荒西经》所记“生月十二”的“帝俊妻常羲”。羲古音读娥，逐渐演变为常娥。“常”与“恒”同义，后来在《文选》注等引用《归藏》时都用恒娥代常娥。因汉文帝名恒，为了避讳，西汉淮南王刘安在其编撰的《淮南子•览冥训》中又将恒娥改为姮娥：“羿请不死之药于西王母，姮娥窃以奔月，怅然有丧，无以续之。”高诱注：“姮娥，羿妻，羿请不死之药于西王母，未及服食之，姮娥盗食之，得仙，奔入月中为月精也。”[1]这大概是“嫦娥奔月”最早的完整叙述。

中华民族古今大量的诗歌中，也常提到嫦娥，如唐李商隐的“嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心”；明何景明的“河边织女期七夕，天上嫦娥奈九秋”；毛泽东的“寂寞嫦娥舒广袖，万里长空且为忠魂舞”。

中国月球探测工程命名为“嫦娥工程”，完全符合航天工程命名三原则[2]：①要表明或隐含工程的功能或用途，“嫦娥”就体现了“奔月”；②要用规范的词语，符合汉语构词规则，最好用汉语固有的词语，“嫦娥”属之；③要体现中华民族的文化、历史特色。“嫦娥奔月”是中华民族神话宝库中的明珠。

●深空（deep space）

指月球及月球轨道以远，包括太阳系其他天体在内的、离地球更远的空间（太空），即离地球等于或大于384 400千米的区域。[3]深空的定义继承了上世纪六七十年代阿波罗载人登月和早期行星探测的定义。例如，为载人登月及行星探测建立的跟踪测控网，称为深空网（Deep Space Network，DSN），沿用至今。

上世纪末，国际电信联盟在关于无线电频率分配规则中，将离地球200万千米及以远的空间称为“深空”，但其规定是对无线电频率使用而言，对航天领域空间的划分并不适用。

●深空探测（deep space exploration）

对深空及其内的天体——行星、小行星、彗星、柯伊伯带及太阳进行的探测。月球是深空中离地球最近的天体，月球探测是深空探测的第一步。

●月球探测卫星（lunar exploration satellite）

见《航天科学技术名词》[4]03.014条。指在环绕地球的轨道上探测月球的人造地球卫星。按中华人民共和国国家军用标准GJB421—97第3.1.10条规定，人造地球卫星简称人造卫星或卫星。月球探测卫星可简称为月球卫星或探月卫星。

●月球探测器（lunar spacecraft, lunar probes）

见《航天科学技术名词》03.065条。指飞向、飞越月球，到达月球附近或月球表面就近或实地探测的航天器，可分为飞越月球探测器、环月探测器、月球着陆探测器、月面巡视探测器和月球采样返回探测器。

●环月探测器（lunar orbiter）

又称月球轨道器，指在环绕月球的轨道上，对月球进行科学探测的航天器。“嫦娥1号”是环月探测器。根据天文学关于“卫星”的定义是“围绕行星运行的天体”[5]。围绕非行星的月球的物体，不应称为“卫星”。“嫦娥1号”称为月球卫星或探月卫星，极易与月球探测卫星混为一谈。[6]

●飞越月球探测器（lunar fly瞓y probe）

从月球近旁（几百千米～几万千米）越过，利用飞越的短暂时段对月球进行探测的航天器，是最早的一种月球探测器。

●月球着陆探测器（lunar lander）

简称月球着陆器，是指在月球表面软着陆后，对着陆点附近的月面及环境进行探测的航天器。

●月面巡视探测器（lunar rover）

简称月球车，能在月球表面移动，对一定距离范围内进行巡视探测的航天器。

●月球采样返回探测器（lunar returnable sampling probe）

能在月面采集月壤和月岩样品，并将其带回地球的探测器。

●航天工程（space program, space engineering）

指探索、开发、利用太空及地球以外的天体的综合性工程，或指具体的研制、建设航天系统或航天器的工程。如人造卫星工程（artificial satellite program）、载人航天工程（human spaceflight program）、月球探测工程（lunar exploration program）。

航天工程通常由航天器系统、航天运输系统、发射场、航天测控系统、航天器应用系统及其他保障设施组成。

航天工程中“工程”的含义是指相关的多个系统、多个项目（project）的集合，也可以叫“项目群”或“大系统”，因此，“工程”的英译应以program为好。

在中国月球探测工程标识的图案中有CLEP四个英文字母，CLEP是Chinese Lunar Exploration Program（中国月球探测工程）的缩写。其中“工程”一词被译为program，而不是engineering，这是正确的，纠正了过去习惯把“工程”不加区别地英译为engineering，而把program一律中译为“计划”的做法。例如，上世纪美国载人登月的Apollo Program至今被译为“阿波罗计划”，这并不合适，最好改为“阿波罗工程”。

●月球探测工程（lunar exploration program）

探索、开发、利用月球的航天工程，简称探月工程，由月球探测器，运载火箭、发射场、航天测控和地面应用五个系统组成。

●月球探测器系统（lunar probe system）

负责研制月球探测器的系统。探测器由有效载荷和平台两部分组成。有效载荷是指探测器上直接执行探测任务的科学仪器和技术装置；平台是为有效载荷正常工作提供结构支持、电能、环境（气压、温度、湿度）、姿态与轨道控制、数据管理等保障条件的设备与系统的集合。[7]“嫦娥1号”的有效载荷是可见光CCD立体相机、激光测高仪、X射线光谱仪、γ射线光谱仪、干涉成像光谱仪、微波辐射仪、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器8种科学仪器；平台是以“东方红3号”卫星平台作为基本构型，经过适应性改进，满足探月的要求。

●运载火箭系统（launch vehicle system）

负责研制将月球探测器送到地月转移轨道或停泊轨道的运载火箭的系统。中国第一个月球探测器的运载火箭选用“长征三号甲”三级液体火箭。“长三甲”火箭可将2600千克的卫星送入标准的地球同步转移轨道，已多次成功地发射，是一种性能稳定、技术成熟的运载火箭。

●发射场系统（launch site system）

负责发射运载火箭和月球探测器的场地、设施和设备。“嫦娥1号”探测器和“长征三号甲”火箭的发射，选用西昌航天发射中心。该发射中心是以发射地球静止轨道卫星为主的大型航天器发射场，建成投入使用以来，先后成功实施发射了30余颗国内外卫星，是一个技术状态良好、技术成熟度较高的发射场。

●航天测控系统（space TT & C）

负责对月球探测器进行跟踪、测轨、遥测、遥控的网站，简称测控系统，常使用英语缩写词TT & C（Tracking，Telemetry and Command）表示。首次月球探测的测控系统，在充分利用中国现有的卫星测控系统的统一S频段（USB）测控技术的基础上，增加甚长基线干涉测量（VLBI——Very Long Baseline Interferometry）技术，实现对“嫦娥1号”的远距离测控任务。

●地面应用系统（ground application system）

负责“嫦娥1号”探测数据的接收、处理、管理、应用与研究的系统，是“嫦娥1号”业务运行阶段的运行管理中心，是科学探测数据的接收中心。地面应用系统由运行管理、数据接收、数据预处理、数据管理、科学应用与研究五个分系统组成。

●月球探测轨道（lunar probe orbit）

月球探测器从起飞到进入绕月轨道的整个飞行轨道。一般划分为发射段、停泊轨道、奔月轨道和绕月轨道4段。

●发射段（launch phase）

运载火箭带着探测器从地面起飞、加速、穿出大气层，达到10.6～10.8千米/秒的奔月速度进入奔月轨道，或达到7.8千米/秒左右的速度进入停泊轨道之前的飞行阶段。

发射段常称为主动段（active phase），以避免与起飞前运载火箭和探测器在发射场上进行发射准备工作的阶段——“发射阶段”相混淆。主动段的名称来自运载火箭，指其火箭发动机在工作的阶段；运载火箭在发动机关机状态下的飞行称被动段或惯性飞行段。有的情况下，发射段由主动段和被动段两部分组成。

●停泊轨道（parking orbit）

指探测器在进入地月转移轨道之前作短暂“停留”的环地轨道，通常为200～300千米高度的圆形轨道。运载火箭和探测器一般需要在停泊轨道上运行一段时间，以便地面站能精确跟踪测量它的轨道，选择适合的发射时间和位置，然后由尚未分离的运载火箭末级再次点火工作，将速度提高到10.6～10.8千米/秒的奔月速度，同时修正运载火箭送入停泊轨道时带来的误差，提高进入奔月轨道的入轨精度。

“嫦娥1号”探测器由“长征3号甲”运载火箭发射。发射段结束时，运载火箭与探测器分离，“嫦娥1号”进入的初始停泊轨道是一条超地球同步转移轨道（super geosynchronous transfer orbit）。所谓“地球同步转移轨道”是指近地点高度为几百千米，远地点为35 860千米的地球静止轨道高度的大椭圆轨道；“超地球同步转移轨道”是远地点高度超过35 860千米的地球同步转移轨道。

●调相轨道（phasing orbit）

中国“嫦娥1号”月球探测器采用的一组高度逐步变化的特殊的停泊轨道。

其具体变化过程如下：

“嫦娥1号”由“长征3号甲”火箭送入初始停泊轨道。这是一条近地点高度为205千米、远地点高度为50 900千米的超地球同步转移轨道。此后，“嫦娥1号”在环地轨道上用自身携带的主发动机执行4次变轨加速，进入地月转移轨道——奔月轨道。

第一次变轨是在远地点加速，将轨道近地点高度从205千米提高到593千米，轨道周期为16小时；第二次变轨，即第一次近地点加速，将远地点从50 900千米提升到71 600千米，轨道周期从16小时增加到24小时，探测器进入倾斜的地球同步轨道，并在该轨道上运行3天；第三次变轨，即第二次近地点加速，将远地点从71 600千米提升到119 800千米，轨道周期延长到48小时；最后一次变轨，即近地点第三次加速，“嫦娥1号”的速度达到约10.6千米/秒，进入远地点高度延伸到405 000千米（超过地月平均距离）的大椭圆，即奔月轨道。这时“嫦娥1号”才算是真正离开地球（不是脱离地球），开始了奔月之旅。

“嫦娥1号”离开地球之前，运行在周期分别为16、24和48小时的3种停泊轨道上，这些轨道被称为“调相轨道”。据卫星专家解释：“调相”就是“调整相位”。

“相位”是描述无线电波或机械振动特性的三个重要物理参数之一（另两个是振幅和频率）。在航天技术中，“调相”通常是指航天测控通信中用代表某物理量的信号对无线电载波或副载波的相位进行调制（modulation），以便将该物理量值通过无线电载波传送给接收者。在航天轨道动力学中，“相位”一般指在同一轨道上或同一轨道面内两个航天器的相对位置，用两航天器分别与地心（或椭圆轨道的焦点）的连线（向径）所成的夹角表示。例如，两航天器在轨道上的交会过程就是使二者之相位（角）、向径差和相对速度为零的过程；又如，从地球向火星发射探测器，欲使其沿最小能量轨道（Hohmann轨道）飞向火星，必须在火星相对地球的相位（角）为＋42°（前置42°）时发射。在卫星轨道分析中，也有把倾角相等的不同轨道之间的间隔（轨道升交点赤经之差）叫“相位”的。

“嫦娥1号”在环绕地球运行过程中，轨道面保持不变（倾角为31°），也不存在另外一个航天器，所以完全不存在上述的相位和相位调整的问题。

“嫦娥1号”采用调相轨道有四点好处：一是可以多次修正轨道误差，提高测控精度；二是可以减少重力损失，分三次加速，缩短每次加速时间，与一次加速相比，总的重力损失小；三是可以使近地点变轨总是安排在同一地区，保证“嫦娥1号”每天同一时段（17：30—16：05）回到近地点，且处于同一地区上空，地面控制中心可以通过位于西半球南太平洋上的远望3号测量船对“嫦娥1号”实施变轨遥控；四是有利于解决发射日期推迟带来的问题。一旦发射推迟可以在第二天或第三天的同一时段变轨加速，仍处在预定的发射窗口内。

这些好处得益于多次变轨和轨道周期的择优和调整，而与所谓的“相位”及“调相”毫无关系。这些轨道与其叫做“调相轨道”，不如叫做“调周期轨道”。调相轨道这个名称来源于英语“phasing ﹐rbit”的中译。问题出在对phasing一词的理解与翻译上。

phasing是动词phase的动名词或现在分词。查《牛津高级英汉双解词典》得：phase作为名词有3个义项：①阶段、时期；②位相；作为动词，其意为“Plan or carry out sth in stage（按阶段计划或进行某事）”。按《英汉科学技术词典》，phase. vt（动词），有3个义项：①使相位调整，调相；②分阶段（按计划）使用；③逐步采用。

所以，从“嫦娥1号”在环地轨道上多次变轨的实际过程可知，phasing orbit中的phasing应取“分阶段使用”或“逐步采用”的意义。phasing orbit应译为“分段变轨轨道”“逐步加速轨道”或“调周期轨道”。

●地月转移轨道（Earth睲oon transfer orbit）

简称“奔月轨道”。月球探测器获得10.6～10.8千米/秒奔月速度后，离开地球向月球方向飞行的轨道，这条轨道实际上仍然是一条以地心为焦点、远地点达到38万千米甚至更远的大椭圆轨道的一部分。

“嫦娥1号”的实际奔月速度是10.6千米/秒，在奔月轨道上的飞行时间大约为5天（117小时，这段路程的飞行时间不是384 400千米/10.6千米/秒＝10.1小时。由于地球引力“拽后腿”的作用，“嫦娥1号”飞行速度越来越小）。

●中途轨道修正（mid瞔ourse orbit correction）

指月球探测器等深空探测器从地球飞往目的天体在地星转移轨道飞行过程中，对路线偏差的纠正。深空探测飞行路线长达数十万千米至数亿千米，历时数天至数月。俗语说：“差之毫厘，谬以之千里。”初始速度或位置稍有偏差，到达目的天体的位置就会产生巨大的偏差，因此在转移轨道阶段中途，必须采取多次机动修正轨道，以保证到达目的天体在预定的偏差范围内。

进入奔月轨道的初始速度和初始位置有非常高的精度要求。奔月初始速度误差1米/秒，或初始高度相差1千米，到达近月点的高度就会相差几千米。由于不可避免的初始入轨误差，以及奔月途中太阳、地球、月球的引力摄动作用，实际飞行路线一般会略偏离预定轨道，所以，探测器在奔月途中一般要进行2～3次轨道修正。

但是，“嫦娥1号”的变轨机动的精度很高，其实际的奔月初始速度和初始位置的误差都很小，只有0.04%，远低于2%的预计值，因此，原计划2～3次的中途轨道修正只进行了一次，就顺利地到达了预定的距月面200千米的近月点。

●绕月轨道（lunar orbit）

探测器环绕月球运行的轨道，通常是以月心为中心或焦点的圆形轨道或椭圆轨道。探测器从奔月轨道进入绕月轨道是一个复杂的控制过程。环月探测器在到达离月球剩下66 000千米距离时，开始进入以月球引力为主的月球引力范围。此后在月球引力作用下，相对于月球的速度逐渐增大，在到达距月球表面200千米的近月点时，相对于月球的速度已达到2.4千米/秒，大于当地的脱离速度（200千米高度上的月球脱离速度约为2.3千米/秒）。为了使探测器被月球捕获，就必须制动减速，使速度小于2.3千米/秒，进入绕月轨道，但又不能小于当地环绕速度（200千米高度上的环绕速度约为1.59千米/秒），如果速度小于1.59千米/秒，探测器就会在月球引力作用下，撞到月球表面。

“嫦娥1号”在到达距月面200千米的近月点处，执行第一次制动，将速度从2.4千米/秒降为2.06千米/秒，进入远月点为8600千米、周期为12小时的椭圆极轨道（通过月球的南北两极）；第二次近月点制动，速度进一步降为1.8千米/秒，进入远月点为1700千米、周期为3.5小时的轨道；第三次近月点制动，速度减为1.59千米/秒，进入高度为200千米、周期为127小时的圆轨道。经过精确跟踪测量，“嫦娥1号”最终在近月点193千米、远地点194千米的工作轨道上运行。

●轨道保持（orbit maintenance）

指航天器围绕天体运行的轨道的高度、偏心率、倾角等轨道参数保持不变的过程。大多数情况下，指轨道高度的保持，例如，高度为1000千米以下的地球卫星，特别是高度200～300千米的低轨道卫星，因受到的大气阻力较大，轨道高度会逐渐降低，必须利用自身携带的变轨发动机工作，以保持轨道高度。

对环月探测器，轨道保持更是必须掌握的技术。月球表面虽然基本上没有大气，环月探测器不存在像人造地球卫星那样因大气阻力轨道下降的问题，但是月球的质量分布很不均匀，月面某些地区密度特别大，形成所谓的“质量瘤”，月球重力场与地球重力场大不相同。异常的重力场会使环月探测器轨道的偏心率不断增大，圆轨道逐渐变成椭圆形，同时近地点逐渐降低。根据分析，“嫦娥1号”的工作轨道若不加控制，半年后就会下降100千米。为保证一年工作寿命，“嫦娥1号”须每隔50天左右，进行一次变轨增速，以保持工作轨道高度。

●三体定向（three target orientation）

指环月探测器在绕月飞行中，使其探测仪器、通信天线、太阳电池阵分别保持对各自的目标——月球、地球、太阳定向的技术。

航天器或其某一部件始终保持朝向某一参考目标的姿态叫做“定向”。对地观测、通信、导航等大多数卫星，它们的遥感器、通信天线或信标发射天线要对着地球，同时，卫星上的发电装置——太阳电池阵要朝向太阳，以便进行光电转换，为卫星上的仪器设备提供电力，所以卫星大都采用对地又对月的“双体定向”。

“嫦娥1号”绕月飞行的主要任务是观测月球表面地形、地貌，探测矿物与元素的含量与分布，测量月壤特性等。它的观测仪器，也就是探测器的某个面，要始终对着月球表面。由于探测器每127分钟绕月球一圈，也就是探测器整体要每分钟转动2.83°；为了保持与地球的通信联系，“嫦娥1号”的测控通信天线要对准地球，由于月球每27.3天绕地球一周，因此通信天线需要每天转动13.2°；为了保证太阳电池阵接受太阳光发电，电池阵需要面向太阳。由于地球带着月球及“嫦娥1号”绕太阳公转，电池阵要以每天约1°的速度缓慢转动。探测器、通信天线和太阳电池阵的转动方向各不相同，因此这种“三体定向”比地球卫星的“双体定向”更加复杂，是环月探测器特有的一项先进的姿态控制技术。

●紫外月球敏感器（ultra瞯iolet lunar sensor）

探测器上利用月球的紫外辐射测量月球方位的敏感器。

姿态控制的依据是姿态测量。测量姿态需要有测量基准，环月探测器在绕月轨道上运行时，主要的基准就是月球。“嫦娥1号”携带的测量姿态用的敏感器主要是紫外月球敏感器和惯性器件。紫外月球敏感器专门用来感知月球，以确定探测器相对于月球的姿态。这是一种不同于卫星和飞船上使用的全新的敏感器。

环地运行的卫星和飞船最常用的姿态测量仪器是红外地球敏感器。地球及其大气层始终发出比较稳定的红外辐射。红外地球敏感器通过周期性扫描太空背景和地球，通过接收太空背景和地球不同强度的红外辐射（太空背景的红外辐射基本上为0），测量出地球中心的方位，从而确定卫星或飞船相对于地球的姿态。月球没有大气层，温度变化剧烈，没有像地球那样稳定的红外辐射，因此，环月探测器只能利用月球的紫外辐射来从太空的背景中发现它，确定它相对于探测器的方位，也就是探测器相对于月球的姿态，从而为“嫦娥1号”的姿态控制，包括对月、地、日三天体的定向控制，提供姿态测量基准。

参 考 文 献

[1] 袁珂．中国神话传说词典．上海：上海辞书出版社，1984：9.

[2] 朱毅麟．漫话航天器命名．科技术语研究,2005，（1）：47.

[3] 朱毅麟．从月球是否属于“深空”谈起．科技术语研究,2004，（6）：26.

[4] 全国科学技术名词审定委员会．航天科学技术名词．北京：科学出版社,2005.

[5] 张钰哲等．中国大百科全书•天文卷．北京:中国大百科全书出版社，1980：12.

[6] 朱毅麟．“月球卫星”的称谓值得商榷．科技术语研究,2006，（1）:23.

[7] 朱毅麟．中国空间技术研究院的标准化卫星平台．航天器工程，2007，（1）:10.

朱毅麟：中国空间技术研究院，100094