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使用者:林天蓬/搞笑機器語專區/水星探測

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The first probe to visit the innermost planet was Mariner 10.
View of Mercury from Mariner 10 in March 1975.

水星探測在全世界的太空利益中只起到了很小的作用。 它是最少被探索的內部行星。[1] 截至2015年,水手10號和信使號飛行任務是唯一對水星進行了密切觀測的飛行任務。 信使號在進入水星軌道之前進行了三次近距離飛行。[2] 前往水星的第三個任務是 BepiColombo,這是一個由日本宇宙航空研究開發宇宙航空研究開發機構(JAXA)和歐洲航天局(European Space Agency)聯合執行的任務,將包括2個探測器。 信使號和 BepiColombo 號的目的是收集補充數據,以幫助科學家理解水手10號飛越時發現的許多秘密。

與其他行星相比,水星很難探測。到達它所需要的增加速度相對較高,而且由於靠近太陽,圍繞它的軌道相當不穩定。信使號是第一個繞水星軌道運行的探測器。

水星的興趣

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水星並不是許多太空計劃的重點。因為地球是如此接近太陽慢慢地繞自己的軸旋轉,它的表面溫度變化從427°C (801°F)−173°C (279°F−)。[3]目前對水星的興趣源於水手10號的意外觀測。在水手10號之前,天文學家認為這顆行星只是在一個高度橢圓的軌道上圍繞太陽旋轉。[3]這顆行星是通過地面望遠鏡觀測到的,水手10號提供的數據澄清或反駁了他們的許多推論。[2]

很少有任務以水星為目標的另一個原因是,由於水星離太陽很近,很難獲得繞水星運行的衛星軌道,這就導致了太陽的重力場對任何進入水星軌道的衛星產生引力。地球的軌道是傾向於黃道由7°,和它的軌道速度隨每秒24.25英里(39.03公里/秒)在遠日點每秒近30英里(48 km / s)在近日點。宇宙飛船甚至會更快,因為它們在接近太陽更大的引力時加速,但在進入軌道時必須減速,因此這需要相當大的燃料需求。這與地球軌道以外的高級行星不同,在這些行星上,衛星受太陽引力的作用。因此,要到達水星的軌道需要特別昂貴的火箭。水星缺乏大氣層,因為它排除了空氣制動的可能性,因此帶來了進一步的挑戰。[4][3]因此,著陸任務將需要更多的燃料。[5]

過去的任務

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水手10號

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水手10號是美國宇航局的探測器,其主要目的是觀察水星和金星的大氣、表面和物理特性。 這是一項費用低廉的任務,完成費用不到9800萬美元。[6] 水手10號於1973年11月3日美國東部時間12:45從卡納維拉爾角發射升空。[7] 由於水星離太陽非常近,要在水手10號繞太陽運行的軌道上合併水星軌道實在太難了。 為了到達目的地,衛星受到金星引力場的加速。 1974年3月29日,當它飛向太陽時,經過了水星附近。 這是第一次對水星進行近距離觀測。 在這次遭遇之後,水手10號進入了圍繞太陽運行的軌道,這樣水星每繞一次太陽運行就會繞兩次太陽運行,這樣太空飛行器和行星就可以再次相遇。 這使得探測器在完成任務之前又經過水星兩次; 這兩次相遇分別發生在1974年9月21日和1975年3月16日。 然而,由於水星的同一側在每次飛越過程中都被照亮,在任務結束時水手10號只拍攝了水星表面的45% 。 1975年3月24日,探測器的姿態控制氣體耗盡,任務結束。 由於沒有氮氣推進器,太空飛行器不再可控,於是向探測器發出了關閉發射器的命令。[8]

密切的觀察收集了兩組重要的數據。探測器探測到了水星的磁場,這與地球磁場非常相似。這對科學家來說是一個驚喜,因為水星在它的軸上自轉如此之慢。其次,提供了視覺數據,顯示地球表面有大量的隕石坑。[9]這些視覺數據也讓科學家們能夠確定水星「沒有經歷重大的地殼變化」。[10]這也增加了磁場的神秘性,因為以前人們認為磁場是由熔融的發電機效應引起的,但由於幾乎沒有地殼變化,這就破壞了這一觀點。這些視覺數據也讓科學家們得以研究這顆行星的組成和年齡。[11]

信使

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Animation of MESSENGER's trajectory around Mercury from 15 March 2011 to 30 December 2014

  MESSENGER ·    Mercury

MESSENGER美國宇航局對水星的軌道探測器。 MESSENGER代表「水星表面,空間環境,地球化學和測距」 。 它是在2004年8月3日由於天氣惡劣而延遲一天後從卡納維拉爾角發射的。 [12] [13] 在它進入水星周圍軌道之前大約需要六年半的探測。 為了糾正衛星的速度,它對地球,金星和水星進行了幾次重力彈弓飛行。 它於2005年2月通過地球,然後於2006年10月通過金星[2]和2007年10月通過。 此外,探測器在2008年進入軌道之前進行了三次水星通過,一次是在2008年1月,一次是在2008年10月,一次是在2009年9月。 在這些水星飛行期間,收集了足夠的數據以產生超過95%的表面圖像。

信使號使用了一種化學雙推進劑系統既能到達水星又能進入軌道。[14]信使號預定於2011年3月18日成功進入軌道。該任務計劃在2012年的某個時候結束,當時估計將不再有足夠的燃料來維持探測器的軌道。[15]主要任務於2012年3月17日完成,收集了近10萬張圖像。[16]信使號於2013年3月6日完成了水星100%的測繪,並於2013年3月17日完成了其首次長達一年的任務。[17]探測器繼續收集科學數據,直到2015年4月30日,探測器在一個腐朽的軌道下,被允許撞擊水星表面。[18][19]

信使 任務的目的是要研究的特點和環境的汞從軌道。 具體而言,科學目的的使命是:[20][21]

  • 表徵水星表面的化學成分。
  • 研究地質歷史。
  • 闡明了水星磁場磁層 )的本質。
  • 確定核心的大小和狀態。
  • 確定兩極的不穩定庫存。
  • 研究水星的外層的性質。

正在進行的任務

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水星探測器

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這次水星任務包括兩顆衛星:水星行星軌道器(MPO)和水星磁層軌道器(MMO)。每個軌道飛行器都有一個不同的目的:MPO是獲取不同波長的圖像,以繪製水星表面和外大氣層的組成,Mio是研究磁層。歐洲航天局和日本航空航天局正在BepiColombo項目上進行合作,將各自提供一顆軌道飛行器。ESA將提供MPO, JAXA將提供Mio。[22]BepiColombo特派團將設法收集足夠的資料來回答這些問題:

  1. 我們可以從水星那裡了解太陽星雲的成分和行星系統的形成?
  2. 為什麼水星的歸一化密度明顯高於所有其他類地行星以及月球
  3. 汞的核心是液體還是固體?
  4. 水星今天是構造活躍的嗎?
  5. 為什麼這麼小的行星擁有固有的磁場,而金星,火星和月球卻沒有?
  6. 為什麼光譜觀測不能揭示任何的存在,而這個元素據說是水星的主要成分?
  7. 極地地區永久陰影的隕石坑是否含有硫磺或水冰?
  8. 外層的生產機制是什麼
  9. 在沒有任何電離層的情況下,磁場如何與太陽風相互作用?
  10. 水星的磁化環境是否具有讓人想起地球上觀測到的極光輻射帶磁層亞暴的特徵?
  11. 由於水星近日點的推進是用時空曲率來解釋的,我們是否可以利用太陽的接近度來測試廣義相對論並提高精度? [22]

水手10信使的, BepiColombo 將使用 重彈弓 從金星和地球。 BepiColombo 將使用 太陽電力推進 (離子發動機)也使用了類似演習在月球金星和水星。 這些技術將會減緩軌道飛行器因為他們的做法的汞。 至關重要的是避免使用的燃料減緩軌道飛行器因為它們更接近太陽,以儘量減少重力影響的太陽。[2]

BepiColombo 特派團核准在2009年[23] 並成功地發起了關於十月20日2018年。 它計劃進入軌道上圍繞汞月2024年。 它然後將收集的數據為一體,或可能是兩年。[24]

提出了任務

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Mercury-P

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Mercury-P(Меркурий-П)是俄羅斯宇航局水星任務提出的。目前預計的發射日期是2031年。它計劃成為著陸器。

取消任務

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水星的觀察者

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Mercury Observer是Planetary Observer計劃中取消的提案。

比較的 信使BepiColombo

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BepiColombo是為了補充MESSENGER的發現而設計的,它配備了比MESSENGER多得多的測量設備,以獲得更大範圍的數據。BepiColombo和MESSENGER的軌道模式存在顯著差異。[14]

BepiColombo任務包括兩顆一起發射的衛星:Mercury Planetary Orbiter(MPO)和Mio(Mercury Magnetospheric Orbiter,MMO)。 MPO將有一個更接近水星的圓形軌道。 這個軌道的原因是MPO將測量地表和外層的成分,而近距離軌道將有助於數據質量。 另一方面,Mio(MMO)和MESSENGER主要採用橢圓軌道 。 這是因為軌道的穩定性和獲得和維持軌道所需的燃料量較低。 [25] MMO和MESSENGER的不同軌道的另一個原因是提供補充數據。 兩個組合衛星的數據將提供更準確的測量。 [14]

也可以看看

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參考

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  1. ^ (2006). 信使: 水星表面,空間環境,地球化學,並在2007-01-27檢索
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Munsell kirk 編輯(2006年11月6日)。 美國宇航局: 太陽系探索: 水星任務。 2007-01-27. 引用錯誤:帶有name屬性「Munsell2006b」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  3. ^ 3.0 3.1 3.2
    Munsell kirk編輯(2006年11月6日)。美國宇航局:太陽系探索:水星。2007-01-27中進行檢索。
  4. ^ 空引用 (幫助) 
  5. ^
  6. ^ 雪莉,2003
  7. ^ 鄧恩,詹姆斯 a (1978)。 水手10號航行: 金星和水星任務(NASA SP-424)。 美國政府印刷局。 3月45日。 Asin B000C19QHA.
  8. ^ Murray, Bruce; Burgess, Eric. Flight to Mercury. New York: Columbia University Press. 1977: 138. 
  9. ^ 鄧恩,1978,第74頁
  10. ^ 鄧恩,1978,第101頁
  11. ^ 鄧恩,1978,第103頁
  12. ^
    Malik,T。(2004)。 水星信使發布推遲 。檢索2015-07-18。
  13. ^
    NBC新聞(2004年)。 美國宇航局向水星發射太空船 。檢索2015-07-18。
  14. ^ 14.0 14.1 14.2
    麥克納特拉夫·l·;肖恩·c·所羅門;Grard Rejean;諾瓦拉,毛羅·;向井亞紀,領導人Toshifumi。(2004)。水星探索的國際計劃:信使號和BepiColombo[1]的協同作用,空間研究進展,33卷,第12期,水星,火星和土星,2004年,頁2126-2132。doi:10.1016 / s0273 - 1177(03)00439 - 3[1]
    引用錯誤:帶有name屬性「McNutt2004」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  15. ^
    行星學會(2007)太空主題:信使[2]。檢索11/9/2010[2]
  16. ^ (新聞稿).  缺少或|title=為空 (幫助)
  17. ^ MESSENGER Completes Its First Extended Mission at Mercury. JHU–APL. March 17, 2013 [July 8, 2013]. (原始內容存檔於July 29, 2013). 
  18. ^ Wu, Brian. NASA Set to Extend Mercury Mission for Another Month. Johns Hopkins University APL (The Science Times). 3 April 2014 [2015-04-04]. 
  19. ^ MESSENGER's Operations at Mercury Extended. Johns Hopkins University APL (Space Ref). 3 April 2014 [2015-04-04]. 
  20. ^ MESSENGER - Mission description. NASA. [July 8, 2013]. 
  21. ^ Discovery Program: MESSENGER. NASA. [July 8, 2013]. (原始內容存檔於June 3, 2013). 
  22. ^ 22.0 22.1
    ESA(2007)。水星探測器。檢索2007-02-01。
    引用錯誤:帶有name屬性「ESA2007」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  23. ^ BepiColombo Overview. European Space Agency. 5 September 2016 [13 March 2017]. 
  24. ^ BepiColombo: Fact Sheet. European Space Agency. 1 December 2016 [13 December 2016]. 
  25. ^
    Mukai,T。; Yamakawa,H。; Hayakawa,H。; Kasaba,Y。;和Ogawa,H(2006)。 BepiColombo / Mercury磁層軌道器的現狀空間研究進展 ,第38卷,第4期,水星,火星和土星,2006年,第578-582頁。

外部連結

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  • 水手10號[3]
  • 信使號探測器
  • (2003年8月)。 水手10號前往金星和水星的任務。 航天學報,2003年8月,第一卷。 53,Issue 4-10,p375,11p; (AN 11471527).

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