信使号水星探测器

  Aaron ·  2010-08-06 22:03  ·  41967 次点击
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简介
探测计划
探测任务
携带的仪器
造访水星
相关背景
简介
data/attachment/portal/201111/06/1525239x3x3jfmf2v3o9if.jpg“信使号”抵达水星效果图
由美国宇航局、卡内基学院以及约翰·霍普金斯大学共同研制开发的“信使号”水星探测器已按照原计划在美国佛罗里达卡纳维拉尔角空军基地顺利升空。
“信使号”将展开为期6年半、长达79亿公里的旅程,至2011年进入水星的轨道作前所未有的近距离探索。这是人类30年来首次探访这个九大行星中最接近太阳的小星体,将揭开水星的四大神秘面纱,探索太阳系内行星的形成奥秘。“信使”号的燃料预计于2012年或2013年用完,届时它很有可能坠毁到水星表面。
探测计划
在20世纪90年代,美国启动了一系列的经费在3亿美元以下的“发现者”探测计划,“信使号”也位列其中。按照计划,信使号航天器发射升空后,将环绕地球、金星、水星飞行7年,借助这3颗行星的引力提速,最终进入水星轨道运行。经在太空疾驰88.4亿千米之后,它才于2011年3月转入环绕水星的椭圆轨道飞行,开始其1年的探测工作。选择这样一条迂回线路的目的,就是为了节约燃料,以减轻“信使号”的质量,降低成本。尽管如此,整个探测活动仍耗资4.27亿美元,最终超出了“发现者”探测计划预设的资金限额。
在地面测控中心的管理下,“信使号”最后将进入一条近地点为201千米、远地点为15000千米的椭圆轨道绕水星运行,绕行一周为12小时。它将成为水星的第一颗人造卫星,故能对水星整个表面进行拍摄、测绘和遥感考察,而不像水手10号那样只能覆盖水星表面的45%。
探测任务
data/attachment/portal/201111/06/152524syr4x1p3e1peechs.jpg“信使”号探测器飞行示意图
“信使”号在这次飞掠过程中将对人类探测器此前未曾观测过的大片水星区域进行拍摄,预计将发回约1200张水星照片。“信使”号在飞掠过程中还将对水星整体环境进行研究,它发回的探测数据将帮助科学家分析水星表面组成成分、盆地、磁场和重力场等。
水星是距离太阳最近的行星,在冥王星由行星降格为矮行星后,水星成为太阳系中个头最小的行星。科学家认为,“信使”号的探测结果将有助于人类从新的角度认识水星,同时也可能为关于水星以及整个太阳系的一些未解问题找到答案。
携带的仪器
“信使号”探测器携带着摄像机、磁力计、激光高度计、X射线分光仪、r射线分光仪、高能粒子分光仪、大气和表面成分分光仪共7种科学仪器。通过激光高度计提供的数据资料将能绘制水星表面的三维图像,磁力计的探测结果有可能解开水星的磁场之谜,4种分光仪的测量能够给出水星空间及其表面的确切元素比例和表面岩石的组成,还能判断水星是否真的有冰存在。鉴于水星自转轴几乎垂直公转轨道面,它两极地区的环形山底部永远见不到太阳,加之水星没有空气,不能像地球一样将赤道热量带到两极,故而科学家们推测那里冷得足以让水冻结成冰。1991年天文学家们用地面射电望远镜向水星发射了电波,发现其南北极环形山底部有类似冰质的反射雷达波。是否确有水冰,“信使号”应能提供更为准确的资料。
由于水星上的太阳光比地球阳光强约11倍,“信使号”进入绕水星的轨道运行后将经受高温考验。为了保证它能完成为时12个月的探测任务,给其携载的科学仪器都安装了隔热层。科学家们希望它能不辱使命,顺利实现预定的目标,以深化人类对水星的认识。
造访水星
data/attachment/portal/201111/06/152524idd7bv46dk6wc6ud.jpg“信使”号探测器携带的照相机拍摄的水星表面
由于水星离太阳很近,因此这次发射的水星探测器--"信使"号造访水星时将面临高温的"烤验",它所进行的水星探测是迄今为止所有行星探测活动中最严热的一次。为了让探测器适应水星特有的大气环境和高温,科学家进行了一系列的尝试,精心打造出了能经受高温考验的水星使者“信使号”。
美国宇航局科学家说,造价4.27亿美元的"信使"号水星探测器无法以直线飞行线路前往水星,"信使"将借助地球、金星和水星的引力,把飞行速度降到足够慢,最后滑入围绕水星旋转的轨道。"信使"将于2006年10月和2007年6月两次飞过金星,借助金星引力调整飞行轨道,向水星靠近。"信使"将于2008年1月、10月和2009年9月3次飞过水星,并于2011年3月进入环绕水星的目标轨道。"信使"号水星探测器将围绕水星进行为期一年的科学观测,拍摄下清晰度很高的水星图片,供科学家们研究。
相关背景
离太阳最近的行星---水星
水星是九大行星中最小且离太阳最近的行星,也是太阳系中唯一一颗整个球体都遍布磁场的星体。水星的表面很像月球,有许多凹凸的陨石坑。科学家发现,水星极地的陨石坑里有看起来像是冰的物质。水星表面的另外一个特点,是到处可见高低差达到好几公里的断崖地形,这种地形称为皱脊。水星的温差是太阳系中最大的,白天的表面温度可达500摄氏度,黑夜温度迅速下降,可达零下170度。从地球上看水星,水星略带红色,由于离太阳最近,明亮的阳光常常淹没它的身影,所以肉眼很难看到。到目前为止,只有水手10号探测器于1973年和1974年三次造访水星,但仅仅勘测了水星表面的45%。根据"水手10号"拍摄回来的照片,科学家认为,水星是太阳系中密度最大的星体,它主要由金属铁组成。照片还表明,水星是一个不适合人类居住的星球。

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