運動三個階段
與月球火箭類似,行星際飛行器大致也分三類:飛向、接近或繞過目標行星、擊中目標行星(硬著陸和軟著陸)和人造行星衛星。行星際飛行器的運動基本上可以認為是在地球﹑太陽和其他行星的引力作用下的限制性多體問題。利用作用範圍可以把它簡化為幾個受攝二體問題。
![行星際飛行器](/img/4/98f/nBnauM3X0gDN0EzNwUDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL1gzLwYzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
有些飛行器是同時飛往幾個行星的,例如“先驅者”11號﹑“水手” 10號和“航行者”2號等。這些飛行器的運動除了上述三個階段外,當進入“過路”行星的作用範圍時必須考慮這些行星的引力作用,直到完全脫離它們的作用範圍為止,對於需要回收的行星際飛行器,它的返回軌道也經歷上述幾個階段,只是過程相反,即把目標行星當作出發行星,把地球當作目標行星。
運動軌道
行星際飛行器的運動主要是在軌道過渡階段,這個階段的軌道設計十分重要。選擇什麼樣的過渡軌道以使能量消耗不大而飛行時間又較短的最最佳化問題,以及飛行中幾次靠火箭推力換軌的軌道過渡問題,都是行星際飛行器動力學的重要問題。最節省能量的過渡軌道是日心橢圓軌道,它在近日點和遠日點上分別與相應的兩個行星的運動軌道相切,故又稱雙切軌道。這種過渡軌道是霍曼在1925年首先提出的﹐也稱霍曼軌道。
![行星際飛行器](/img/0/948/nBnauM3X1gTNzkTOzUDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL1gzLxMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
用能量最省航線飛向遠距離行星的時間太漫長,如飛向冥王星約需46年。為節省時間,需採用其他航線,或者在航程中用自備動力加速,或者藉助其他行星的引力加速,但這樣一來,其軌跡不再是單純的橢圓、拋物線或雙曲線了。
在實際套用中,為了克服火箭發射場地理位置的局限,飛向月球和行星的探測器一般先進入繞地球飛行的過渡軌道,然後在合適的方位上加速進入預定航線。為了便於修正軌道和節省燃料,在空間飛行中還設計一種駐留軌道,它們是圍繞著地球和目標行星飛行的衛星軌道。
行星的運動軌道不是圓形,而基本上是一個橢圓,它們的軌道也並不在同一平面上,因此,行星際飛行器的運動實際上將更為複雜些。目前都用天體力學數值方法計算它們的軌道。
作用範圍
![行星際飛行器](/img/7/1ac/nBnauM3X2YzMyUTMxEzM4kDO5ETMxIjNzUDMwADMwAzMxAzLxMzL4YzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
質量較小的天體周圍的一個受引力作用的區域。它的邊界一般取以為中心、半徑長度為的球面,因此又稱為作用球。設質量較大的天體M 和質量較小的天體之間的距離為A 。另一質點P 在m 的作用範圍內時,主要考慮對它的引力,M 對它的引力則作為攝動力;P 在的作用範圍外面時,主要考慮M 對它的引力,而以對它的引力作為攝動力。在近似討論時,往往先忽略攝動力,將P 在和M 的引力作用下運動的三體問題簡化為兩個二體問題。
根據不同的需要,作用範圍的半徑ρ 有三種不同的取法:
(1)以M 對P 點直接引力作為標準的作用範圍半逕取為這種作用範圍又稱引力範圍。
(2)以對P 點的引力和攝動力大小之比作為標準的作用範圍半逕取為這就是通常所說的作用範圍。
(3)以平面圓型限制性三體問題的拉格朗日特解L 到天體的距離為作用範圍半徑,近似地取為這種作用範圍稱作希爾範圍,主要套用於天體演化學。
霍曼轉移
兩個高度不同的軌道間轉移經常用到的一種方式是霍曼轉移,霍曼轉移所用的軌道是一近地點在較低高度、遠地點在較高高度的橢圓軌道。
![行星際飛行器](/img/6/1a6/nBnauM3XwAzNxUTM2UDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL1gzLzYzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
霍曼轉移涉及兩次水平加力機動。在圓形軌道中運動的物體受到正向水平推力時,開始從較低的軌道轉移到較大的橢圓形軌道,加力點是這個橢圓的近地點。然後順著該橢圓軌道,物體開始向遠地點運動,當到達遠地點時,開始了第二次加力仍為正向水平推力,使得軌道轉移到遠地點高度上的圓形軌道。同樣高軌道到低軌道轉移也是這樣,只不過這時物體是從遠地點向近地點運動,經歷的是兩次減速運動。
在低軌道向高軌道的霍曼轉移中發生了兩次加速,可能會認為高軌道的運動速度要比低軌道快,這與提過的高軌道的運動速度慢於低軌道運動速度是矛盾的。不要忘了在進行霍曼轉移時,近地點的運動速度要小於遠地點速度,當到達遠地點時運動速度已經較原來的圓形軌道速度小了很多,並且不足以維持在這一高度的圓形軌道運動,所以還要進行加速,但加速後的速度還是小於低軌道上的運動速度。至於高軌道到低軌道的轉移,你也可以分析一下。
霍曼轉移雖然所用到的能量最小,但它是以犧牲時間為代價的。要實現更快的轉移需要更多的能量,消耗的推進劑增多。在實際的飛行中,採用霍曼轉移還是快速轉移實現軌道轉移是由任務決定。如果執行救援任務,需要爭取時間,那么採用霍曼轉移就不合適了。
過去的任務
![行星際飛行器](/img/a/4a2/nBnauM3X4UDNygjN0YDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL2gzL4QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
Luna 3 月球3號 於1959年首次獲得月球遠端照片 (蘇聯)
Mariner 2 水手2號 於1962年12月成為第一艘成功低空飛越金星的探測器,發回的信息證明金星是個熾熱的星體(華氏800度,現在修正為900度),且被厚雲似的二氧化碳大氣覆蓋。
Mariner 3 水手3號 1964年11月5日升空,在進入行星際空間後因保護性覆蓋物無法彈出導致失蹤。由於無法用太陽能板吸收太陽能,探測器不久也因電池用盡而失效,至今它還在繞太陽公轉。它本來是為了同水手4號一同飛越火星而發射的。
![行星際飛行器](/img/2/a6a/nBnauM3XxUjM0cDOxYDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL2gzL2IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
Mariner 9 水手9號 發射失敗的水手8號的姐妹探測器,於1971年成為第一艘繞火星公轉的飛行器,第一次傳回了大星有關這顆紅色星球的信息,包括火星表面的巨火山,大峽谷體系,及水曾在該星球上流動的證據。這艘探測器也給火星的兩顆小衛星Phobos和Deimos拍了幾張近距照。
![行星際飛行器](/img/8/5ad/nBnauM3X4AzM1MjN2cDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL3gzL0gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
Luna 16 月球16號 於1970年將月球樣本自動採回地球(蘇聯)
Pioneer 10 和 Pioneer 11 先鋒10號與11號 先鋒10號於1973年成為第一艘飛越木星的飛行器,緊接著是先鋒11號於1974年。然後,它們於1979年相繼成為第一批研究土星的探測器。先鋒們也是用來測試通過小行星帶與木星巨磁場的生存率的。事實看來,小行星帶實在是小菜一碟,但它們卻差點被木星磁場中的離子炸裂。這個情報使得後來的旅行者計畫的形勢十分嚴峻。先鋒11號的RTG動力系統損壞,它與地球的最後一次聯繫是在1995年11月。先鋒10號尚且工作正常(但也快了),但由財政預算的減少,已無法對它進行常規的跟蹤。最後一次從它那裡獲取數據是在1997年3月31日。它們將成為第一批進入星際空間的飛行器。 (先鋒計畫已於1997年3月31日正式終止,雖然美國方面仍不定時地與它進行聯繫。) 當它倆離開太陽系時,將把帶有的一幅6*9英寸的金匾彈出至飛行器主框架。
Mariner 10 水手10號
![行星際飛行器](/img/2/1c7/nBnauM3X3MDO1IDM1gDO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL4gzL1IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
Venera 7 於1970年成為第一艘在另一個行星表面(金星)上發回數據的探測器。
Venera 9 1975年,在金星上進行了軟著陸,發回了表面的圖片(蘇聯)。是第一艘在另一個行星上著陸的飛行器。
Pioneer Venus 金星先鋒號 軌道飛行器與四個大氣探測器;於1978年製作了第一張金星表面高解析度地圖。
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海盜1號 |
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海盜2號 |
Viking 2 海盜2號 於1975年9月9日發射,於1976年8月7日進入火星軌道,1976年9月3日觸地於烏托邦平原。完成同它姐妹探測器一樣的任務,意外地,地震檢波器的正常工作使它記錄了一次火星地震。海盜著陸器1號於1982年11月11日作了最後一次數據傳輸,JPL的控制者們花了6個半月仍然無法同它恢復聯繫。全部任務於1983年5月21日結束。
Voyager 1 旅行者1號
![行星際飛行器](/img/f/e22/nBnauM3XzIDNyAzN1ATO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzLwkzL4gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
Voyager 2 旅行者2號
![行星際飛行器](/img/e/71e/nBnauM3XzIjM5MTOwETO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzLxkzLwAzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
Vega 國際計畫 VENUS-HALLEY(金星-哈雷),於1984年發射,帶有一個軌道飛行器和一個著陸器,做了一次接近哈雷彗星的飛行。
Phobos 1988年由蘇聯發射的兩艘飛行器。一個沒有跡像地失敗了,在第二個失敗前只發回了少量的圖片。
Giotto
![行星際飛行器](/img/b/b27/nBnauM3X4YTM4YTO1ETO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzLxkzLzMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
Clementine 克萊門特號 彈道防衛組織(SDIO前身)與NASA的聯合任務計畫,為BMDO進行飛行測試Lawrence Livermore開發的感測器。飛行器由海軍調查實驗室製造,1994年1月25日升空,在月球上空進行為期2月的425千米到2950千米的公轉,任務為制地圖。飛行器上有UV和mid-IR製圖機等儀器,還包括一個雷射雷達製圖機,用來獲取月球的中緯度海拔數據。5月的早些時候,科學家打算讓飛行器飛離月球軌道來飛過小行星1620 Geographos,但一個失敗阻止了這個試圖。地面控制者恢復了對飛行器的控制,它的未來探索任務還在考慮中。
Mars Observer 火星觀察者號
![行星際飛行器](/img/0/d67/nBnauM3X0QDN4ADO5ETO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzLxkzL4AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
Magellan 1989年5月發射,給金星表面98%的地方製作了地圖,解析度為300米,還給這顆行星做了95%的重力場圖。它最近正在進行為期80天的空氣制動工程,來降低公轉高度與減緩公轉速度。它已完成了雷達製圖工作與重力數據收集。在1994年秋天,在它的放射性同位素熱電產生器的預期壽命到來之前,它被故意發往金星大氣,做進一步的空氣制動研究,為今後的任何節約大部分燃料。
Mars 96 火星96號 一個大型的軌道飛行器,含有幾個著陸機,原先被稱為火星94號。1996年11月17日發射失敗。(原來的96號令人注目了一會兒,直到不久後火星98號計畫宣告取消。)(更多的信息 來自 MSSS 及 來自 IKI (俄羅斯))
進行中的任務
Voyagers 1 和2 旅行者1和2號 可在被操控下繼續工作15年以上,在此期間在空間中穿梭直至飛出太陽系。普遍認為,在放射性同位素熱電產生機失效前,旅行者們能工作至2015年。它們的飛行路線是冥王星外無行星的證據。它們下一步的科學發現在於找到太陽大氣邊緣的確切位置。太陽大氣邊緣的低頻率放射現象能用來幫助旅行者確定它的位置。旅行者們都使用它們的紫外線分光計來給太陽大氣邊界製圖,並研究接受到的星際風。宇宙射線探測器監測到了來自太陽大氣外發來的宇宙射線的能量光譜。 旅行者1號已超越了先鋒10號飛行器,是目前人造物體中距地球最遠的。
Galileo 伽利略號
![行星際飛行器](/img/9/eef/nBnauM3X3IjN1YTOwMTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzLzkzLxEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
伽利略號日程表(UTC時間)
10/18/89 - 從太空梭中發射
02/09/90 - 飛過金星
10/**/90 - 發回金星數據
12/08/90 - 第一次飛過地球
05/01/91 - 高收益天線打開失敗
07/91 - 06/92 - 第一次飛經小行星帶
10/29/91 - 飛過小行星Gaspra
12/08/92 - 第二次飛過地球
05/93 - 11/93 - 第二次飛經小行星帶
08/28/93 - 飛過小行星Ida
07/13/95 - 探測器飛離
07/20/95 - 軌道飛行器與預計偏離
12/07/95 - 與木星會面
06/27/96 06:30 - Ganymede-1
09/06/96 19:01 - Ganymede-2
11/04/96 13:30 - Callisto-3
11/06/96 18:42 - Europa-3A (非預計會面,與Callisto在相同公轉軌道上,與Callisto相距32000千米)
12/19/96 06:56 - Europa-4
01/20/97 01:13 - Europa-5A (在27400千米外飛過)
02/20/97 17:03 - Europa-6
04/04/97 06:00 - Europa-7A (非預計會面,距23200千米的Ganymede-7公轉軌道上)
04/05/97 07:11 - Ganymede-7
05/06/97 12:12 - Callisto-8A (非預計會面,距33500千米的Ganymede-8公轉軌道上)
05/07/97 15:57 - Ganymede-8
06/25/97 13:48 - Callisto-9
06/26/97 17:20 - Ganymede-9A (非預計會面,距80000千米的Callisto-9公轉軌道上)
09/17/97 00:21 - Callisto-10
11/06/97 21:47 - Europa-11 (更多的詳細)
伽利略號的擴充任務已被通過,如果順利的話,將在另兩年內集中力量研究木衛二。
Hubble Space Telescope 哈博天文望遠鏡
![行星際飛行器](/img/d/b01/nBnauM3XzgTN2QjM2MTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzLzkzL3QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
Ulysses 現在正在調查研究太陽兩極地區(歐洲太空總署/NASA)。Ulysses是在1990年10月由發現號太空飛船發射升空的。在1992年2月,它受到木星引力的提升,而脫離了黃道平面。它現在已經完成了觀測太陽兩極這個主要任務。它的任務已經延伸到另一個範圍,那就是觀測在太陽黑子活動最大期中太陽的兩極。它的遠日點為5.2天文單位,令人驚奇的是,它的近日點大約是1.5天文單位--那就對了,一個研究太陽的飛行器一般離太陽比地球離太陽遠。期待它能提供對研究太陽磁場和太陽風的更好的數據。
Wind 在1994年11月1日發射之後,NASA的Wind衛星將占據太陽與地球之間的有利位置,給科學家們提供一個極好的被認為是研究太陽風的巨大的能量和動量流動的機會。這次任務的主要目標是測量由某種方式傳遞到地球外圍空間的太陽風的質量,動量和能量。儘管以前的有關這巨大傳遞本質的太空計畫已經使人了解到許多,但是在科學家理解行星大氣層在太陽風下作出變化反應的方式前,從地球外圍空間的一些關鍵區域蒐集大量詳細的信息還是十分必要的。 這次發射也是第一次俄羅斯的儀器裝在美國的太空飛行器里。這是由俄羅斯Ioffe協會提供的Konus Gamma射線分光儀。它是兩部在Wind上的儀器之一。它是研究宇宙gamma射線的衝擊,而不是太陽風。還有一個法國儀器也在飛船上。起初,這顆衛星在月球引力場的幫助下將會繞著地球運行在一個8字形的軌道上。它離開地球的最遠點將達到990000英里(1600000千米),它的最近點也至少要有18000英里(29000千米)。 任務拉下來就是Wind太空飛行器將從地球逆流而上插入太陽風的一個特別的暈環里,待在一個允許Wind在太陽和地球維持的特定距離。(大約是離地球930000到1050000英里,或者說是1500000到 1690000千米)。
NEAR 近地小行星會合計畫(NEAR)保證能回答有關諸如木星和火星軌道間的小行星以及彗星等近地天體本質的基本問題。在1996年2月17日NEAR太空飛行器裝載在Delta 2火箭上發射升空,它應該在1999年的一月初抵達環繞小行星433 Eros的軌道上。它接著將在近15英里(24千米)高空對岩體進行為期至少一年的觀測。Eros是運動軌道穿過地球路徑的小行星中最大和最佳觀測的小行星之一。這些小行星與在火星和木星之間巨大的環形軌道上環繞太陽運行的無數的“主帶”小行星關係十分密切。
Mars Surveyor Program 火星勘探者計畫
![行星際飛行器](/img/2/1c5/nBnauM3X3UDN1MzN0QTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL0kzLwUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
Pathfinder 探路者號 火星探路者號
![行星際飛行器](/img/a/118/nBnauM3X1YzNyEjM5QTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL0kzL0QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
Cassini 卡西尼號 土星的公轉軌道飛行器和土衛六的大氣探測器。卡西尼號是NASA/ESA的聯合項目。這項目是設計用它的卡西尼土星環繞器和惠更斯土衛六探測器完成對土星系統的探索。卡西尼號在1997年10月15日裝在IV/Centaur上發射升空。在到達土星前,卡西尼號將經過二次金星引力加速,地球與木星各一次加速(一個“VVEJGA”軌跡(Venus Venus Earth Jupiter Gravity Acceleration))於2004年的7月1日到達土星。等到抵達,卡西尼號飛行器將進行一些調動使它進入環繞土星的軌道。到最初環繞的結束,惠更斯探測器從環繞器上分離,下降穿過土衛六的大氣層。在探測器進入並穿過多雲的大氣層到達表面的過程中,環繞器將持續三小時傳探測器的數據到地球。在完成了探測器的任務後,環繞器將連續作為期三年半的環繞土星系統的旅行。土衛六的同步軌跡將允許它大約35次飛經土衛並把飛經土衛八, 土衛四和土衛二作為目標。這次任務的目標有三個:進行土星大氣光環和磁層細緻的研究工作,對土星的衛星進行近距離的研究,並且描繪土衛六大氣層和地表的特點。 像絕對成功地飛經Ida 和 Gaspra那樣在出發途中飛經小行星的早期伽利略號計畫被通過是為了減小開支。 土衛六最吸引人的方面之一是它的表面可能部分覆蓋液態烴形成的湖。這項結論是通過上層大氣的光化學作用得到的。這些烴類凝結成一個全球性的煙霧層,最後像下雨一樣落到地面上。卡西尼號環繞器用飛行器中的雷達射過土衛六的雲層,確定是否在地表真的存在液體。在環繞器和進入的探測器中進行的實驗將調查研究造成這獨特大氣層的化學變化。
![行星際飛行器](/img/c/a90/nBnauM3X1ATN1EjN0UTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL1kzL0EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
10/15/97 - 土衛六 IV/Centaur 上發射
04/26/98 - 金星1次引力加速
06/24/99 - 金星2次引力加速
08/18/99 - 地球引力加速
12/30/00 - 木星引力加速
07/01/04 - 到達土星
11/06/04 - 探測器分離
11/27/04 - 土衛六探測器進入
06/25/08 - 主任務結束
Lunar Prospector 月球勘探者號 月球勘探者號,是近30年來到月球的第一項NASA項目。它在1998年6月6日發射升空,在一個月里,它將開始對有關月球和它的資源、結構、起源的長期困擾人的問題作出解答。
未來的任務
Mars Surveyor '98 火星勘探者98號 火星勘探者98號是下一代送上火星的飛行器。 是由1998年12月10日發射的環繞器和1999年6月發射的著陸器組成。在火星全球勘探者號和火星探路者號任務得到的信息的基礎上,火星98任務將使見識繼續增長。1998年的探測者計畫的科學主題是“揮發物和氣候歷史”。1999年9月23日火星勘探者98號的公轉軌道飛行器將到達火星,著陸器將在1999年12月3日降落。 著陸器將在南極附近著陸,它安裝的攝像機和機械臂及儀器用來鑑定火星土壤的組成。在著陸器的背上有兩個小型的顯微鏡,它將穿過火星的岩層去探測冰水。著陸器的科學裝備包括火星揮發與氣候探測者(MVACS)綜合著陸儀表箱,火星下降圖象器(MARDI)和由俄羅斯太空總署的太空科學學會提供的大氣雷射雷達實驗器。綜合著陸儀表箱包括一個地面立體影像機同火星探路者號的遺留物;一台氣象學設備;一個用儀器組裝的機械臂,用來採取樣本,處理土壤和對地表和岩層進行近距離攝像;研究導熱與演化的氣體分析實驗儀,為了確定火星土壤中的揮發性物質的本質與含量。 在著陸器降落到地面的過程中得到的圖象將確定降落地點地質學和物理學的關係。大氣雷射雷達實驗器將確定著陸點上空的火星大氣中的粉塵含量。
Stardust 星塵號
![行星際飛行器](/img/b/915/nBnauM3XxADM0kzNyYTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL2kzLzgzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
Europa Orbiter 歐羅巴公轉器 作為NASA的冰火計畫(Ice and Fire Preprojects)前奏的一部分,派一艘飛行器到歐羅巴木衛二的任務正開始安排。它是為了測量表面冰層的厚度,並去發現可能存在的隱藏著的液態大洋。運用一個名叫雷達測深器的儀器發出無線電波穿過冰層,木衛二環繞器的科學飛行器將能探測冰和水的分界面,可能在地表以下1千米處。其他的儀器將展現地表的細節和內部層次。這個任務將是派去“hydrobots”或是可以融化並穿過冰層去探索海底範圍的潛水艇前的前期任何。
Pluto-Kuiper Express (即冥王星直達號或從前的冥王星快速飛越號) 對至今從未訪問過的冥王星進行短暫的、迅速的、成本相對較低的最初觀察。如果1998年開始被許可批准,它可能在2001年發射升空。需要發射兩個自重小於100千克的太空飛行器,在2001年用土衛六IV/Centaura或質子火箭推進器升空(可能需要額外的固體反衝平台),在2006年到2008年會遇到冥王星和Charon冥衛一(這得看路徑的選擇)。飛經時速度將達到12到18千米每秒,數據將在短暫的相遇時記錄在探測器上,然後在下一年甚至以後慢慢傳回地球(這是由於能量低,天線尺寸小和遠距離造成)。俄羅斯的檢查大氣層的"Drop Zond"探測器也將包括在內。 科學目的包括繪製冥王星和Charon衛星的全球地質地貌。在每個天體的兩邊繪圖,並描繪冥王星的大氣層(當冥王星遠離太陽時,大氣層會凝結起來,所以很早發射並儘量減小飛行時間很苛刻就是為了這個目的)。7千克的食品裝置可能包括一個CCD圖象攝影機,IR繪圖分光儀,紫外線分光儀,和無線電科學掩星實驗器。 這個PFF飛行器是現代規格的外太空發射台的高度縮小的產物,打破了伽利略號和卡西尼號這類日益複雜、昂貴的探測器的趨勢。由設計者寫的一篇有關PFF的文章 ,登在1994年9月和10月刊的《行星報導》上,這裡是一份來自行星研究界每兩月的新聞信件。
這個項目的資金要多少還不能確定。
Muses-C
![行星際飛行器](/img/5/de2/nBnauM3XwMzM3AzN4YTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL2kzLwIzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
Mercury Polar Flyby 飛越水星極點 作為對水星重新關注的結果,有兩項相關計畫在向可能的發現艙任務發展。發現號是NASA的以“更便宜、更好、更快”為宗旨的太陽系探索飛行器。這些任務的總共花費被控制在1.5億美元。這兩項水星計畫的飛行器是飛近水星磁極的探測飛船(MPF)和Hermes(赫爾墨斯,水星環繞器)。MPF的儀器包括一台中子分光儀(水的探測)和複式極化雷達(岩層冰體的探測)及攝像機(拍攝水手10號不能拍攝的磁場和半球圖象)。我們相信飛近天體進行探測的宇宙飛船計畫是更便宜、更具技術性的可行性方案。MPF被設計只在遠日點同水星相遇數次。在遠日點一個飛行器只要承受相當於4倍的太陽與地球間的熱量變遷。水星的軌道是偏心的以至於在近日點有11倍變遷。一個環繞器不得不承受這樣的條件,這需要精心的(昂貴的)冷熱防護。Hermes是JPL和TRW共同奮鬥的結果。如果這能被批准,它將在1999年發射升空。
行星際空間探測
利用太空飛行器對行星進行的各種探測。多年以來,人類隔著大氣遠距離觀測行星,不能對行星進行深入研究。行星和行星際探測器為行星研究打開了新的局面。行星探測從20世紀50年代末就開始,80年代後期90年代初各國又陸續發射了各種行星探測器。探測的方式有:①在行星近旁飛過拍攝照片,測定其輻射和磁場,如水手4號拍攝了火星第一批照片。②在行星表面硬著陸,直接探測行星大氣溫度、氣壓等數據,如金星4號探測器。③繞行星飛行,成為行星的人造衛星,從而對行星進行較長時間的探測,水手9號火星探測器,火星2、3、5號探測器,先驅者-金星1號探測器。④在行星上軟著陸、對行星表面進行細緻分析與探測,如海盜1、2號火星探測器 、金星7~16號探測器。通過這些觀測,加深了對行星的地質、地貌、磁場、輻射帶、大氣成分等認識,證實火星和金星上並無地球上生命形式的存在。
20世紀60年代初期,
![行星際飛行器](/img/c/8d9/nBnauM3X3AzN5QzN3cTO3cTMxITM2IDM1IDMwADMwAzMxAzL3kzLzMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
空間探測既包括對地球空間範圍的探測,也包括對月球,行星和行星際空間進行探測。對地球以外的空間探測的主要目的是:研究月球和太陽系的起源和現狀,通過對太陽系各大行星及其衛星的考察研究,進一步揭示地球環境的形成和演變情況;認識太陽系的演化,探尋生命的起源和演變歷史,利用宇宙空間的特殊環境進行各種科學實驗,直接為國民經濟服務。
空間探測器裝有科學探測儀器,執行空間探測任務。空間探測的主要方式有:(1)在近地空間軌道上進行遠距離空間探測。(2)從月球或行星近旁飛過,進行近距離探測。(3)成為月球或行星的人造衛星,進行長期的反覆觀測。(4)在月球或行星及其衛星表面硬著陸,利用著陸之前的短暫時間進行探測。(5)在月球或行星及其衛星表面軟著陸,進行實地考察,也可將獲取的樣品送回地球進行研究。(6)在深空飛行,進行長期考察。
八十年代末,美國發射了科學儀器更加先進的“麥哲倫”號金星探測器和“伽利略”號木星探測器;九十年代,又發射了月球探測者、火星探路者、火星全球勘測者、星塵彗星探測器等等。
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