水星太空任务

水星任务试图营救出现电源问题的探测器

亚历山大·马克斯头像
欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构之间的联合太空任务在试图到达距离太阳最近的行星时遇到了麻烦。

太空任务 BepiColombo 是欧洲航天局 (欧空局)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)以学习为目的 ,距离最近的行星 溶胶。水星任务于 2018 年启动,旨在更好地了解太阳系行星的形成和演化。

最近, BepiColombo 面临技术困难。据航天局称,在 26 月 XNUMX 日的一次演习中,依靠太阳能运行的电力推进模块无法为航天器的推进器提供足够的动力。 欧空局。大约 11 天后,工程师们设法将探测器的推力恢复到接近之前的水平,但仍比理想值低 10%。这些调整对于确保 BepiColombo 继续您的旅程并实现您的科学目标。

BepiColombo 前往水星的任务是什么

水星太空任务
BepiColombo 任务于 2018 年在欧洲航天局 (ESA) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 的合作下启动。照片:复制/互联网。

使命 BepiColombo 是有史以来最雄心勃勃、最复杂的星际探险之一,旨在探索太阳系最内层的行星水星。在欧洲航天局 (欧空局)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA),太空任务的主要目标是加深对距离太阳最近的行星的了解。 BepiColombo 被命名为纪念 朱塞佩·“贝皮”·科伦坡,一位意大利科学家,对行星轨道和引力相互作用的理解做出了重大贡献。

自20年2018月XNUMX日上线以来, BepiColombo 水星面临着一条具有挑战性的路径,其中包括在 2025 年进入绕行星轨道之前的九次行星飞越(一次地球、两次金星和六次水星)。这些飞越对于减慢探测器对水星的速度并调整其轨道以允许考虑到太阳强大的引力场使旅程变得特别复杂,精确的轨道插入。

O 水星磁层轨道飞行器 (MMO), 由开发 JAXA水星行星轨道飞行器 (MPO), 由开发 欧空局,与MMO组成的任务重点是分析行星的磁场及其与太阳风的相互作用,而MPO则重点研究水星的表面和成分,以及其内部结构。这些探测器在前往水星的旅途中相互耦合,但在到达水星时会分开以进行不同的调查。

在那之前,只有两艘航天器——均来自 美国航空航天局 ——曾前往水星。第一个是 水手10的,它在 1974 年至 1975 年间三次飞越地球,提供了其表面的第一张图像并发现了其薄薄的外逸层。第二个是使命 信使于 2004 年发射,并于 2011 年至 2015 年绕水星运行,揭示了有关水星地质、成分和磁场的重要细节,极大地扩展了我们对这个神秘世界的了解。

目标

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照片由水星转移舱的监控摄像头2号拍摄,航天器距离水星表面约920公里。照片:复制/互联网。

使命 BepiColombo 有一系列雄心勃勃的科学目标,旨在揭开水星的神秘面纱。主要目标之一是以高分辨率绘制地球表面地图,以更好地了解其地质和构造历史。该任务还打算调查表面的化学成分,包括寻找可以提供有关行星形成和演化线索的挥发性元素。此外, BepiColombo 将研究水星的外逸层(围绕水星的一层稀薄的气体),以了解其动力学以及与太阳风的相互作用。

该任务的另一个重要目标是分析水星的磁场,并研究其起源和结构,水星的磁场在地球以外的岩石行星中是独一无二的。这包括测量地球的磁层以及它如何受到太阳风的影响。该任务还将利用重力和地形数据来了解水星的内部结构,包括其核心、地幔和地壳。这些研究将有助于阐明为什么水星与其他类地行星相比具有如此高的密度。

航天机构对这项任务有着特殊的兴趣。至 欧空局, BepiColombo 这是在复杂的行星际任务中展示其技术和科学能力的机会。该任务还将允许 欧空局 对行星科学和对太阳附近行星形成过程的理解做出了重大贡献。 欧空局 有兴趣开发可应用于未来太空任务的技术,包括电力推进系统和抵抗极端环境的技术。

帕拉 JAXA, BepiColombo 这是一个加强国际合作并扩展星际任务经验的机会。 A JAXA 对研究水星磁场及其与太阳风的相互作用特别感兴趣,在这些领域具有强大的研究传统。该任务还将允许 JAXA 测试和改进其太空探索技术,为未来前往其他行星和天体的任务的发展做出贡献。

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23 年 2022 月 XNUMX 日在 BepiColombo 飞越期间发现的水星陨石坑。照片:ESA / BepiColombo / MTM。

两家机构共同希望收集的数据 BepiColombo 极大地增进了我们对水星的了解,进而增进了对太阳系中岩石行星的形成和演化的了解。之间的合作 欧空局 JAXA 此次任务凸显了太空探索和行星科学进步方面国际合作的重要性。

自2018年启动以来,该使命 BepiColombo 水星探测取得了显著成果。在 2021 年 2022 月首次接近时,探测器飞越水星寻求引力辅助,捕捉到的图像为水星提供了新的视角。 XNUMX年XNUMX月, BepiColombo 进行了第二次飞越,到达距离地球表面 200 公里的地方,捕捉到了揭示前所未有的地质细节的高分辨率图像。

2023 年 236 月,探测器第三次飞越水星表面,距离水星表面 XNUMX 公里。在这段时期, BepiColombo 拍摄了数十张照片,其中包括一个新命名的火山口以及重要的构造和火山构造。然而,该探测器要到 2025 年才能进入水星轨道,有望对这颗神秘的行星有更多令人着迷的发现。

任务航天器问题

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贝皮科伦坡的目标之一是探索水星,调查导致水星缩小的原因。照片:复制/欧空局运营。

使命 BepiColombo 由于 2023 年 XNUMX 月进行的一次机动,航天器面临着可能影响其计划科学操作的技术挑战,当时对于调整航天器轨迹至关重要的电力推进模块没有为航天器推进器提供足够的能量。 BepiColombo,利用太阳能进行操作。尽管工程师能够将推力恢复到几乎之前的水平,但仍比预期低 10%。

推力的减少引发了人们对探测器在 2024 年 2025 月至 XNUMX 年 XNUMX 月期间执行计划飞越能力的担忧。专家们正在努力延长推力弧的持续时间,以确保航天器在未来的科学操作中保持正确的航向。最大的问题是航天器接近太阳时获得的速度,这使得太空真空中的减速成为一项复杂的任务。执行连续飞越行星的策略至关重要,因为它允许探测器在不携带过量燃料的情况下燃烧能量,否则会使航天器太重而无法发射。

这些挑战对任务的长期影响仍不确定,航天专家团队 欧空局 及其合作伙伴正在努力解决问题,但评估对任务的长期影响是不确定的。

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BepiColombo 太空任务由 MMO 和 MPO 卫星组成。照片:复制/欧空局运营。

自任务开始以来,这并不是唯一的一次挫折:去年,探测器还面临挑战,需要进行重大航向修正,以弥补之前推进器中断的情况。这些问题是到达水星的独特挑战的一部分,因为航天器需要足够慢地飞行才能受到水星引力的牵引。这需要仔细设计围绕行星的机动以减慢航天器的速度。

为什么去水星这么难

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水星是距离太阳最近的行星 照片:NASA / JHU 应用物理实验室 / 卡内基研究所华盛顿。

多种因素的结合使得到达水星变得困难,使其成为一项极具挑战性的任务。首先,这颗行星距离太阳非常近,使其成为一个难以到达和探索的目标。靠近太阳意味着太空探测器需要克服太阳的巨大引力才能到达行星。此外,水星的高轨道速度约为 47,87 公里/秒,使得探测器必须大幅降低其速度才能被水星引力捕获。

另一个挑战是水星上的极端温度。白天,由于靠近太阳,表面温度可达 430°C 左右,而在夜间,由于缺乏有效的大气层来保持热量,温度可降至 -180°C。这些极端条件要求空间探测器的设计能够承受极端的温度变化。

此外,与地球相比,水星的引力场相对较弱,这意味着探测器需要大量的燃料来进行减速机动和入轨。这增加了任务的后勤和技术挑战。

为了克服这些挑战,前往水星的太空任务通常涉及围绕其他行星(例如金星和地球)进行一系列重力辅助机动,以减慢探测器速度并将其引导到朝向水星的正确轨道上。这些演习需要仔细规划和精确执行,以确保探测器成功到达目的地。

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另请参阅:

丰特斯: Mashable的, 美国航空航天局 e 欧空局.

评论者 格劳孔生命力 在20/5/24。

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