水星 信使号历时超10年,行程80亿公里,为人类探测水星做出巨大贡献


水星 信使号历时超10年,行程80亿公里,为人类探测水星做出巨大贡献
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水星 信使号历时超10年,行程80亿公里,为人类探测水星做出巨大贡献
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水星 信使号历时超10年,行程80亿公里,为人类探测水星做出巨大贡献
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回顾历史当人类开始发射探测器 , 探索太阳系其他行星时 , 第一颗被访问的行星无疑是我们最近的邻居金星 , 那是在1962年 , 接下来是1965年第一次访问火星 , 然后是1973年的木星 , 在之后是1974年的水星 , 地球和水星之间的最近距离是7700万公里 , 水星比其他星球更靠近地球 , 1973、1974年我们再次造访木星 。 但水星自从1974年之后 , 第二次探测则是30年后的2004年 , 是因为水晶没有探索价值吗?还是我们在第一次任务中就已经对水星有足够了解了?
第一次水星探测任务的水手十号是飞越探测 , 它曾三次飞越水星 , 最近距离水星327公里 , 由于轨道的相对位置 , 使得每次探测的都是面对着水星的同一面 , 所以只绘制了水星表面约40%到45%地区的地图 。 事实上真正的原因是 , 水星是整个太阳系中最难抵达的行星之一 。
水星是最接近太阳的行星 , 其表面温度超过430摄氏度 , 因此任何探测器要去到它附近都需要高度耐热 , 同时由于太阳的巨大引力 , 任何朝着太阳发射的探测器 , 都会越来越快的加速 , 与太阳的引力做斗争需要探测器携带大量的燃料 , 对于航天器来说 , 重量是一个不可逾越的限制 , 飞船越重需要越大的火箭才能使其脱离地球的轨道 , 成本也变得越高 。 科学家们试图让一切都尽可能的轻来减少成本 , 但是他们想不出一个两全其美的方法 , 既能给探测器注入足够的燃料 , 使其能减速到足以进入水星轨道 , 又能携带足够的科学仪器 , 获得尽可能多的数据 。
在1975年水手十号完成水星飞越任务后 , 水星探测被暂时搁置 , 直到1985年 , NASA的工程师想出了一个不需要新技术 , 就能让探测器进入水星轨道的方法 。 他设计了一条飞行器绕太阳系运行的特殊路线 , 利用金星和水星的重力辅助 , 只需要几次航向修正 , 就能让探测器达到足以进入水星轨道的速度 。 这条轨道比起直接去到水星需要走更长的路 。 航天器将绕太阳运行约15圈 , 途中需要飞越地球一次金星两次水星三次 。 所有这些行星飞越都是必不可少的 , 行星的引力会将航天器推向新的方向 , 为其提供动力并重塑其轨道 。
这个想法并没有立即得到重视 , 但在1998年NASA开始对这一想法产生兴趣 , 研究了这条路线的可行性之后 , 他们于2004年发射了信使号探测器 。 探测器只有1.85米长 , 1.42米宽 , 纵深1.27米 , 重1100公斤 , 相比典型的NASA任务来说 , 这是个小而轻的航天器 。 信使号采用了多种方式减少燃料消耗 , 它所携带的推进剂仍然占到了总重量的55% 。
信使号在太空中的第一年是绕太阳转一圈 , 之后和地球汇合 , 这是它发射后第一次接近大型天体 , 并且是已知的天体 。 任务团队利用这次地球飞越来对设备进行测试 , 以确保没有任何错误 , 并根据需要进行必要的调整 。
2006年信使号第一次飞越金星 , 遗憾的是这一刻发生时金星 , 和地球正好处在太阳的对侧 , 这意味着信使号无法与地球进行无线电联系 , 2007年它再次飞越金星 , 测量了金星的例子和磁层特征 。 接下来是信使号的主要任务——水星 。 信使号于2008年1月14日首次飞越水星 , 10月6日进行了第二次飞跃 , 两次都非常顺利 , 但是在2009年的第三次飞跃时出了点问题 。 由于机载电脑软件的电源管理部分配置不正确 , 信使号在飞越最接近的时候进入了安全模式 , 这是为了在发生错误时保护飞船上的系统 , 信使号在安全模式下工作了七个小时 。 尽管这对以后插入轨道所需的轨迹没有影响 , 但导致飞越阶段的科学数据和图像丢失 。
2011年3月11日 , 又围绕了太阳绕了一圈之后 , 信使号最终进入了一个让水星运行的椭圆轨道 , 在离最近200公里和最远15000公里之间运行 , 这是因为水星离太阳太近 , 那里的太阳比地球亮11倍 , 它的向阳面向一面巨大的镜子 , 将大部分的热量辐射回太空 , 离水星太近 , 对信使号来说太热了 。
信使号发射到任务完结的近11年里 , 信使号总共拍摄了255858张照片 , 在多年的在轨运行期间 , 信使号绕着水星飞行了4100多圈 。 搜集了有关水星表面构成、地质演变、内核结构、大气层和磁层特性等详细信息 。

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