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运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。这是嫦娥二号发射瞬间的情景（拼版照片）。 新华社记者 李刚 摄
目前正环绕月球运行的嫦娥二号卫星，将在半年的既定时间内，完成四项科学目标：获取分辨率优于10米的月球表面三维影像、探测月球物质成分、探测月壤特性、探测地月与近月空间环境。这四大目标，将在嫦娥一号科学探测结果的基础上获得更加丰富、准确的探测数据，为后续月面软着陆及深空探测任务奠定重要的技术基础，深化人类对月球的科学认知。
担负这四大科学重任的就是嫦娥二号卫星随身携带的有效载荷——执行探测任务的七种仪器装备：TDI—CCD立体相机、激光高度计、Ｘ射线谱仪、γ射线谱仪、微波探测器、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器。
TDI—CCD立体相机是新研制的，其余六种也都比嫦娥一号携带的有所改进。它们的“体重”加起来只有140公斤（卫星总“体重”为2480公斤，其中燃料为1310公斤），经过重新设计和改进，武艺更加高强。
立体相机、激光高度计
获取月球表面三维影像
“嫦娥一号”携带的立体相机，是普通的CCD相机，中科院西安光机所经过重新研制后，这次携带的是TDI—CCD相机，它采用多条线阵CCD对同一目标多次曝光原理，可以满足分辨率提高对相机曝光控制的要求，是我国相关载荷研制技术的一个重要突破，也是国际上首次在月球探测中使用。嫦娥二号环月飞行时远月点高度为100公里、近月点高度最低只有15公里，加上重新研制后如虎添翼，TDI—CCD相机把图像分辨率从嫦娥一号的120米，提高到10米左右，在15公里轨道处甚至可以达到1米。
由于月球上既有数千米的高山，也有几千米的深谷，光用CCD立体相机还不能精确测量出高山和深谷的高度、深度，需要激光高度计助力。
激光高度计相当于激光雷达，可以打一束激光到月球表面，并接受反射光。这样，通过计算激光返回时间，就可以获得卫星离月球表面的距离。嫦娥二号上的激光高度计经过改进，探测频度由嫦娥一号的1秒钟采一个点，增加到1秒钟采5个点，相当于卫星绕月球每飞300米就有一个探测点，密度增加了5倍。
利用TDI—CCD立体相机可获取分辨率更高的月球表面三维影像，结合激光高度计获取的月表地形高程数据，可获取月球表面高精度地形数据，为后续着陆区优选提供依据；同时，也为划分月球表面的地貌单元精细结构、断裂和环形构造，提供原始资料。
Ｘ射线谱仪、γ射线谱仪
探测月球物质成分
看清楚月球的长相之后，下一步就要了解月球上分布着什么元素，物质的组成怎样。人眼利用可见光通过颜色去分辨物体，X射线、伽马射线的波长要比可见光短得多，利用这些射线可以用来分辨元素种类。
这次γ射线谱仪的探测晶体由原来的碘化铯，改为新的材料——溴化镧，使探测灵敏度提高了1倍多；Ｘ射线谱仪的谱段，也由原来的10KeV—60KeV，缩小为25KeV—60KeV。这样，就可以更好地探测月球表面9种元素——硅、镁、铝、钙、钛、钾、钍、铀的含量与分布特征，获得更高空间分辨率和探测精度的元素分布图。
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