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NASA宣布第二个探测器进入星际空间beat365亚洲官方

2019-12-04 17:51
NASA宣布第二个探测器进入星际空间

姓名:李昕洲  学号:16030120026

美国国家航空航天局10日宣布,41年前升空的“旅行者2号”探测器已飞离太阳风层,成为第二个进入星际空间的探测器。

转载至:http://www.guancha.cn/GuanKeJi/2017_12_04_437699_s.shtml

美国航天局10日发布新闻公报说,比对探测器上仪器记录的数据,研究人员确认,“旅行者2号”11月5日飞越被称为太阳风顶层的太阳风层边界。边界内侧是高温太阳风,外侧是低温高密度的星际介质。

【嵌牛导读】:最近,美国国家航空航天局(NASA)又干了一件大事。今年40岁的“旅行者1号”航天器,在太空深处的成功点火测试了一组航迹修正推进器,而这组推进器已经“沉睡”了37年后。这是人类首次在太阳系边缘的星际空间启动发动机。本文将为你介绍其相关信息。

“旅行者2号”搭载的“等离子科学实验器”为确定飞越时间提供了决定性证据。仪器记录到11月5日,探测器周边的太阳风粒子速度显著下滑,随后再没有太阳风流记录。探测器上的“宇宙射线子系统”“低能带电粒子仪”和磁力仪提供了辅助证据。

【嵌牛鼻子】:“旅行者1号”航天器、太阳系、引力范围、边界。

“旅行者2号”目前距地球大约180亿公里,仍可与地面上的操作者经由“深空网络”通信,但探测器记录下的信息需16.5个小时才能传回地球。“深空网络”由位于美国戈德斯通、西班牙马德里和澳大利亚堪培拉的3个天线集群组成。

【嵌牛提问】:“旅行者1号”是怎么被唤醒的?太阳系的边界是什么?

第一个进入星际空间的探测器是“旅行者1号”,2012年抢先冲出太阳风层。但它升空的时间比“孪生兄弟”“旅行者2号”晚了16天,“旅行者2号”因而是执行美国航天局太空任务时间最长的现役探测器。

【嵌牛正文】:

两个探测器原计划运行5年,近距离观测木星和土星,但它们后续成功飞越天王星和海王星,至今没有结束太空探测使命。美国航天局介绍,探测器使用放射性同位素热电源,电源功率每年减少4瓦,探测器上的摄像机等装置已经关机,以节省电力。

“旅行者1号”(Voyager 1)是NASA飞得最远、速度最快的航天器,2012年,它离开太阳系(太阳系边缘的标准附后文)进入星际空间,是目前飞进恒星际空间唯一的地球人造物体。

两个探测器各自携带一张铜质镀金唱片,刻录着反映地球生命和文化的声音和图像。两个探测器的“寿命”可能延续数十亿年,在太空中或许可以留下人类文明的踪迹。

这颗1977年9月5日从地球出发飞行了40年的航天器,基本靠调姿推进器来定向。这些推进器以微小的脉冲方式,像喘口气那样,几毫秒就能启动,然后让飞船方向稍微旋转,使其天线始终指向地球,与地球指挥中心保持通信。

美国航天局说,两个探测器目前仍在太阳系中。整个太阳系以奥尔特云外侧边缘为界,研究人员估算,奥尔特云距太阳大约1000个天文单位、绵延10万个天文单位。“旅行者2号”大概需要300年才能接近奥尔特云内侧边缘,飞越奥尔特云可能需要3万年。

但自2014年以来,工程师们注意到,调姿推进器开始老化,随着时间的推移,需要更多次“喘息”才能释放跟以前相同的能量。然而遗憾的是,在距离地球210亿公里的地方(约合141.3个天文单位),并没有负责保养的“航天器4S店”。

“旅行者”项目首席科学家爱德华·斯通说,人们需要对太阳风顶层边沿外的星际空间地带有更多了解。

项目团队召集了一个推进器专家组来研究这个问题。他们分析预测了航天器在不同场景下的响应情况,最后同意用一种不同寻常的方法来拯救“旅行者1号”——唤醒沉睡37年之久的一组4台航迹修正推进器(TCM)。

美国航天局太阳物理学家妮古拉·福克斯告诉路透社记者,“旅行者”探测器飞越太阳风顶层标志着“太阳物理学时代的真正开始”。“我们足够幸运,拥有两名非常勇敢的哨兵,它们已离开我们的太阳风层,真正外出探索边界的另一侧。”

TCM被放置在航天器背面,尺寸和功能与调姿推进器完全相同。在任务初期,“旅行者1号”飞越太阳系木星、土星等重要卫星时,工程师们通过TCM使航天器按设定轨迹飞行。但自1980年11月8日以来,它们进入了休眠状态。

美国航天局打算利用两个探测器的发现,2024年启动名为“星际绘图和加速探测”的太空探测项目。

NASA喷气推进实验室首席工程师克瑞斯·琼斯说:“团队挖掘了数十年的数据,检查了用过时的汇编语言编写的软件,以确保安全地测试这种将用于定向飞船的推进器。”

11月28日,位于加利福尼亚州的工程师们首次点燃了沉睡37年的TCM,测试了其使用10毫秒脉冲定位飞船的能力。因为距离遥远,当测试结果通过太空传回地球时,他们已经急切地等待了19小时35分钟——29日,团队确认TCM工作状态与调姿推进器同样完美!工程师陶德·巴伯说:“重启这些推进器,就像手握神奇的指挥棒,我们非常兴奋。对这一选择的质疑现在已烟消云散,我们松了口气。”

“旅行者”项目经理苏兹·多德表示:“这组推进器在37年后仍能正常使用,可将‘旅行者1号’的使用寿命延长2年到3年。”NASA计划在明年1月切换使用这组航迹修正推进器。

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这张照片拍摄于1975年10月29日,工程师们正在参与制作旅行者号的高增益天线。

据介绍,团队下一步计划对“旅行者2号”进行类似的测试。“旅行者2号”是“旅行者1号”的姐妹探测器,也在1977年发射,虽然它的调姿推进器性能还不错,工作正常,但未来几年,它也将进入星际空间,并面临同样的定向能力下降带来的挑战。“旅行者2号”先发射,但由于选择的飞行轨迹不同,将永远落在“旅行者1号”身后。

这组强大的MR-103型推进器由全球领先的推进系统制造商洛克达因(Aerojet Rocketdyne)公司研发,“卡西尼”号和“黎明”号探测器用的也是它。

“旅行者1号”和“旅行者2号”携带了两张相同的“金唱片”,这两张12英寸的镀金铜碟里面有来自60种语言的问候语,来自不同文化与时代的音乐样本,还有地球上各种各样自然与人造的声音。碟片里还有一些电子信息可以被先进技术文明转化为图解与相片。碟片的铝封套是用来保护唱片免受微陨石的轰击的,同时还有个提示发现者播放唱片的双重目的。因为担心封套外表面的图解会被时间侵蚀,因此封套内外都绘制了解释图表。这两张“金唱片”在不出意外的情况下可以保存10亿年。

“旅行者”携带的“金唱片”

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延伸阅读:

茫茫太阳系,何处是边界

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太阳日球层示意图

9月5日,“旅行者1号”迎来了40岁生日。1977年在美国佛罗里达发射升空后,它对木星和土星展开了探测,而后向宇宙深处进发。

地球与太阳相距1.5亿公里,天文学家将它称作1个天文单位。在40年的时间里,“旅行者1号”已经飞过约140个天文单位。该如何看待这个距离?有报道称,“旅行者1号”早已飞出太阳系。但意见并不统一。有人认为这个距离不到太阳系半径的1/400,飞出太阳系还需30000年。

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