一、“嫦娥一號(hào)”的探月過(guò)程
1．升空
2007年10月24日18時(shí)05分,長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭搭載“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星直沖云霄,奔向遙遠(yuǎn)的月球,成功地進(jìn)入環(huán)繞地球的預(yù)定軌道（即16小時(shí)軌道）.
2．環(huán)繞地球運(yùn)行
（1）第一次變軌. 25日17時(shí)55分,北京航天飛行控制中心按照預(yù)定計(jì)劃,向在太空飛行的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)出變軌指令,對(duì)其實(shí)施遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌.指令發(fā)出130秒后,衛(wèi)星近地點(diǎn)高度由約200公里抬高到約600公里,變軌圓滿成功.這次變軌表明,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)工作正常,也為隨后進(jìn)行的3次近地點(diǎn)變軌奠定了基礎(chǔ).這次變軌是“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在約16小時(shí)周期的大橢圓軌道上運(yùn)行一圈半后,在第二個(gè)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)實(shí)施的.
（2）第二次變軌.26日17時(shí)33分,北京航天飛行控制中心向“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)出指令,開始實(shí)施第二次變軌.這是衛(wèi)星的第一次近地點(diǎn)變軌.11分鐘后,遠(yuǎn)望三號(hào)測(cè)量船傳來(lái)消息,衛(wèi)星變軌成功. 變軌前,北京飛控中心對(duì)軌道參數(shù)及控制參數(shù)進(jìn)行了精確計(jì)算,隨后向在太空飛行了3圈處于近地點(diǎn)的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)送了高精度控制指令,衛(wèi)星主發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火,使衛(wèi)星進(jìn)入24小時(shí)周期橢圓軌道,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度由5萬(wàn)多公里提高到7萬(wàn)多公里.這次變軌為衛(wèi)星在預(yù)定時(shí)間到達(dá)設(shè)計(jì)的地月轉(zhuǎn)移入口點(diǎn)創(chuàng)造了條件.
（3）第三次變軌.29日18時(shí)01分,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星成功實(shí)施第三次變軌,這也是衛(wèi)星入軌后的第二次近地點(diǎn)變軌.“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在24小時(shí)軌道飛行第3圈時(shí),遠(yuǎn)望三號(hào)測(cè)量船在近地點(diǎn)順利發(fā)現(xiàn)目標(biāo),把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到北京航天飛行控制中心,同時(shí)把有關(guān)指令發(fā)至“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星.實(shí)行這次近地點(diǎn)變軌后,衛(wèi)星由24小時(shí)周期軌道進(jìn)入48小時(shí)周期橢圓軌道,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度將由7萬(wàn)多公里提高到12萬(wàn)多公里. “嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星進(jìn)入48小時(shí)周期軌道后,先后開啟太陽(yáng)風(fēng)離子探測(cè)器和太陽(yáng)高能粒子探測(cè)器,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和環(huán)境探測(cè).
3．實(shí)現(xiàn)繞地、月轉(zhuǎn)移
31日17時(shí)15分,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星接到指令,發(fā)動(dòng)機(jī)工作784秒后,正常關(guān)機(jī).17時(shí)28分“嫦娥一號(hào)”在48小時(shí)周期軌道上運(yùn)行1圈后,成功實(shí)施第三次近地點(diǎn)變軌,順利進(jìn)入地、月轉(zhuǎn)移軌道,開始飛向月球.這也是衛(wèi)星入軌后的第四次變軌.進(jìn)入地、月轉(zhuǎn)移軌道后,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道只進(jìn)行了一次中途修正,就直飛月球捕獲點(diǎn).
4．環(huán)繞月球運(yùn)行
（1）第一次制動(dòng).11月5日11時(shí)37分,北京航天飛行控制中心對(duì)“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星成功實(shí)施了第一次近月制動(dòng),順利完成第一次“太空剎車”動(dòng)作,月球捕獲衛(wèi)星,衛(wèi)星成功進(jìn)入12小時(shí)繞月橢圓軌道.這次制動(dòng)的目的是,降低“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的飛行速度,以防逃逸月球.
（2）第二次制動(dòng).11月6日11時(shí)35分,北京航天飛行控制中心對(duì)“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星成功實(shí)施了第二次近月制動(dòng),衛(wèi)星順利進(jìn)入周期為3.5小時(shí)的環(huán)月小橢圓軌道.第二次近月制動(dòng)主要目的是使“嫦娥一號(hào)”進(jìn)一步降低飛行速度,使其進(jìn)入“過(guò)渡”軌道,從而為衛(wèi)星最終進(jìn)入工作軌道做準(zhǔn)備.
（3）第三次制動(dòng).11月7日8時(shí)24分,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,實(shí)施第三次近月制動(dòng).8時(shí)35分,“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī),第三次近月制動(dòng)結(jié)束.“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星從近月點(diǎn)高度212公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)高度8617公里的橢圓軌道,成功調(diào)整到周期127分鐘、高度200公里的極月圓圓形軌道,從而正式進(jìn)入科學(xué)探測(cè)的工作軌道.
至此,“嫦娥一號(hào)”經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途跋涉,耗時(shí)13天14小時(shí)30分鐘終于成為月球的一顆“人造衛(wèi)星”.
5．返回地球過(guò)程
（1）飛離月球過(guò)程 當(dāng)“嫦娥一號(hào)”完成繞月計(jì)劃計(jì)劃后,需要脫離月球的束縛,返回地球.這時(shí)就可以再次點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī),給“嫦娥一號(hào)”加速,提高其繞月環(huán)繞高度,直至脫離月球的吸引,奔向地球.
（2）飛向地球過(guò)程 在“嫦娥一號(hào)”飛向地球的過(guò)程中也需要調(diào)整其飛行速度,改變其航向,直至被地球俘獲,繼而成為地球的一顆“人造衛(wèi)星”.
（3）返回地球過(guò)程 在“嫦娥一號(hào)”環(huán)繞地球運(yùn)行過(guò)程中,繼續(xù)實(shí)施變軌,降低繞行速度,選擇適當(dāng)位置二、“嫦娥一號(hào)”飛行過(guò)程中主要涉及的物理原理
“嫦娥一號(hào)”的整個(gè)飛行過(guò)程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程,其中涉及到許多科學(xué)原理和科學(xué)技術(shù)問題,這里不可能一一列出,現(xiàn)就其中的主要物理原理分析如下.
1．升空過(guò)程中的物理原理
在“長(zhǎng)三甲”運(yùn)載火箭將“,最后在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)及降落傘的作用下安全著陸到地球.
2.
環(huán)繞地、月運(yùn)行過(guò)程中所遵從的物理原理
“嫦娥一號(hào)”在環(huán)繞地、月運(yùn)行過(guò)程中,分別以地球與月球所施加的萬(wàn)有吸引力為其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,飛行的高度不同,其運(yùn)行的速度不同.根據(jù)開普勒第二定律（即在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等）,在近地、月點(diǎn)運(yùn)行的速度快,而在遠(yuǎn)地、月點(diǎn)運(yùn)行的速度慢（即衛(wèi)星離地、月的距離越遠(yuǎn)其運(yùn)行的速度就越?。?在“嫦娥一號(hào)”數(shù)次變軌（繞地、月）的過(guò)程中,由于其距離地、月表面的高度不同,其繞行的速度也就不一樣.
3．繞地、月轉(zhuǎn)移（由“繞地”向“繞月”轉(zhuǎn)移和由“繞月”向“繞地”轉(zhuǎn)移）過(guò)程中所遵從的物理原理
由于地球與月球的質(zhì)量相差甚遠(yuǎn),衛(wèi)星要實(shí)現(xiàn)地、月之間的轉(zhuǎn)移,就需要改變其運(yùn)行的速度,否則就無(wú)法逃脫地球或月球的吸引.
4．著陸地球過(guò)程中所遵從的物理原理
要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星著陸地球,就要其運(yùn)動(dòng)速度小于環(huán)繞地球運(yùn)行的最小速度（即第一宇宙速度）,因此,在衛(wèi)星裝備著陸時(shí)需要進(jìn)一步地降低運(yùn)動(dòng)速度.而在其下落過(guò)程中,由于受地球引力的作用,其運(yùn)動(dòng)速度會(huì)不斷增大,若不采取措施,落地的速度就會(huì)很大.因此,在其下落過(guò)程中又要采取降速的措施,即通過(guò)制動(dòng)以及降落傘為返回的衛(wèi)星減速,以便安全著陸.在“登月車”著陸月球時(shí),原理大致相同.
當(dāng)然,關(guān)于“嫦娥一號(hào)”的實(shí)際探月過(guò)程,要比我們這里分析的復(fù)雜得多.這是因?yàn)槲覀冊(cè)诜治龅倪^(guò)程中未考慮地球和月球的自傳以及地球與月球之間的相互作用,事實(shí)上,“嫦娥一號(hào)”的運(yùn)行過(guò)程涉及到的是三體（地球、月球、衛(wèi)星）問題,而不是我們這里予以簡(jiǎn)化的兩體（衛(wèi)星與地球或月球與衛(wèi)星）問題.雖然三體運(yùn)動(dòng)問題的實(shí)際情況要比兩體的復(fù)雜許多,但無(wú)論哪種情況,所遵從的基本物理原理是一樣的.
由此可見,雖然探月工程是一項(xiàng)很高端的前沿科技問題,但其中所涉及的物理原理并不太深?yuàn)W,其中的一些力學(xué)原理在我們中學(xué)物理中就已經(jīng)學(xué)過(guò).從中我們也可以看出,在中學(xué)物理課程的重要性.當(dāng)然我們也能體會(huì)到,嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性.這么浩大的工程,只要某個(gè)細(xì)節(jié)出錯(cuò),就會(huì)毀于一旦,任何一個(gè)環(huán)節(jié)都來(lái)不得半點(diǎn)馬虎.
真是：細(xì)節(jié)決定成敗,團(tuán)結(jié)就是力量!