十博体育 > 军事速递 > 结构特点使用情况型号演变,之后的几十年一直对柯伊伯带的存在方式和形式有不同的猜测

结构特点使用情况型号演变,之后的几十年一直对柯伊伯带的存在方式和形式有不同的猜测

2020/01/18 07:41

> 新地平线号,是美国国家航空航天局的一项探测计划,主要目的是对冥王星、冥卫一等柯伊伯带天体进行考察。结构特点使用情况型号演变结构特点

距离太阳40-50天文单位的低倾角轨道上,有一区域一直被认为太阳系尽头而空无一物,以天文学家柯伊伯而命名。在1930年发现冥王星之后,很多天文学家猜测它可能不是该区域唯一的星体,之后的几十年一直对柯伊伯带的存在方式和形式有不同的猜测,直到1992年才发现其存在的第一个直接证据:类似于小行星带但范围比小行星带宽20倍,布满了直径从几公里到上千公里不等的冰封微行星。

迄今为止飞得最快的航天器、人类发射的第一个冥王星探测器“新视野号”,经过约9年的星际旅行,于1月15日抵达距地球约47亿千米的冥王星附近,开始探测冥王星、冥卫、以及它们所处的柯伊柏带其他天体。柯伊柏带是1992年才发现的太阳系新大陆,虽然现在冥王星已被降级为矮行星,却成为了数千颗冰冻小天体的“领头羊”。这些太阳系冷库中的冰冻天体可能有大量的水,不同于常见的八大行星和小行星,此次任务的发现将直接改变我们对太阳系的已有认识。

全艘探测船包括推进剂在内,重约450公斤(一千磅)核能发电机是由美国能源部提供。

单位换算:

一说到太阳系,我们马上想到的是太阳和八大行星。实际上,随着地面和空间天文观测能力的提高,以及深空探测的进展,太阳系的边界扩展已经到了奥尔特云之外,与太阳的距离甚至达9.5万亿千米左右。不仅观测到的天体数量大大增加,而且天体类型也从行星、小行星和彗星,到增加矮行星的分类。对于关系人类生存延续的太阳系,我们的了解远未清晰。

保温瓶式设计的船舱,确保所有仪器机械,可以在安全的环境中工作;首次使用的船载再生测距存储器,将多获取三十dB的数据;使用八种不同的识别信号,来显示探测船的健康状态;先进的数码接收器可以节省60%耗电量;装备有三维立体相位及陀螺仪;利用十六个喷嘴来控制船身位置,以便修正航道、观察目标、改变方向接近柯伊伯带天体;使用改良的“冬眠”装置,可以节省宝贵的燃料包括核能电池;其他主要辅助仪器包括有:星踪导航仪及资料数据记录器等。

1天文单位=1.496亿公里(取自地球到太阳的距离,于28届天文大会上固定了此数字“新视野”号的启动

2014年岁末,各大影院正在热播《星际穿越》,黑洞、白洞、虫洞等天文学前沿概念被人们津津乐道,似乎人类将来有望通过虫洞快速抵达太阳系外的宜居星球。但实际上,星际飞行理论并没有突破性进展,深空探测在可以预见的将来还只能局限于对太阳系内天体的探测。

使用情况

十博体育 1

在经过数周时间的准备之后,2015年1月15日,人类第一个柯伊伯带探测器——“新视野号”将开始对冥王星及其卫星、以及其它柯伊伯带天体进行远距离观测。2015年7月14日,预计“新视野号”探测器将在这一天最接近冥王星。冥王星的发现者汤博的一部分骨灰搭载在“新视野号”上,也将亲赴现场。

“新地平线”1号原定于2006年1月17日美国东岸时间下午1时24分,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地第41发射台发射,但因地面强风和负责该项目之霍金斯大学物理实验室的控制中心突然停电的原因,两度推迟升空。至1月19日美国东岸时间下午2时00分,卡纳维拉尔角上空云层逐渐散去,气候条件适合发射,“新视野”一号终在原定发射升空时间迟半小时后,顺利点火发射升空。45分钟后脱离第三段火箭,离开地球引力,朝木星飞去。其航程将途经木星,借用木星引力加速,然后直奔冥王星。预计在2015年7月14日最为接近冥王星。

2006年1月19日,咆哮升空的阿特拉斯5号火箭带着新视野号开启太空之旅

十博体育 2一、发现太阳系里的新大陆

型号演变“新视野”探测船二号计划,是原计划的后备方案。计划利用相同的设计,制造多一艘探测船,于2008年3月19日发射离开地球,2009年8月12日飞越木星,2015年10月7日再飞越天王星,于2020年9月15日飞抵1999 TC36,一颗位于离地球三十一个天文单位的柯伊伯带天体。 TC36体积庞大,比起任何一颗“新视野”一号所能经过造访的柯伊伯带天体,TC36都巨大十倍,就算连它的月亮也大过其它柯伊伯带天体两至三倍以上,甚俱科学探测价值。 “新视野”二号飞越TC36之后,还可以观察多一至两颗体积较细的柯伊伯带天体。 “新视野”二号如能按计划顺利起航,就可确保整个“新视野”计划,肯定可以获得丰盛的成果。

作为NASA新疆界计划中探索冥王星和柯伊伯带任务的探测器,“新视野”号于2006年1月19日在卡纳维拉尔角由阿特拉斯5号火箭携带发射,将探测器送至外太空后再由半人马座火箭送入绕地轨道,最后由STAR 48B型固体燃料火箭冲出地球引力,飞向冥王星。“新视野”号在最后关闭引擎时相对于地球的速度是16.26公里/秒(58,536公里/小时),成为有史以来以最快速度离开地球的人造物体。“新视野”号的设计

当人类登陆一片全新大陆的时候,往往都会被看到的场景所震撼。而今天,我们将登陆太阳系里的新大陆——柯伊伯带(Kuiper belt)。

十博体育 3

我们的太阳系包含三个主要区域,一区为内太阳系,包括水星、金星、地球和火星,称为类地行星,均为岩石质天体;二区为外太阳系,包括木星、土星、天王星和海王星,称为类木行星,均为气液态巨行星。一区和二区之间以距离太阳2.3~3.3天文单位(1天文单位为日地平均距离,约等于1.5亿千米)的小行星带为界。三区为海王星以远,包括距离太阳约30~50个天文单位的柯伊伯带。在柯伊伯带之外,距离太阳5~10万天文单位还有一片由千亿颗冰冷天体组成的奥尔特云。

NASA新疆域计划1号-新视野号探测器

十博体育 4二、“新视野号”:太阳系新大陆的探索者

十博体育 ,“新视野”号是按照NASA近年来推行小型化、低成本及多功能的方针进行设计,分为动力系统、通讯系统和探测平台三个主要部分。

坎坷成行,一旦错失需再等百年

动力系统

由于冥王星距离太阳和地球十分遥远,要探测它既要飞行很远的距离,又要克服寒冷而阴暗的困难,所以之前一直没有探测器探测过。

由于冥王星距离太阳太远,太阳光到冥王星需要四小时左右,使得探测器在冥王星附近接收的太阳能相当于地球的千分之一,无法利用太阳能提供充足的电力,因此太阳能电池板不再考虑范围内。和之前的“卡西尼”号一样,NASA同样为“新视野”号的搭载一台核电池

放射性同位素热电机提供电力,该核能发电机是由美国能源部提供,它是利用放射性同位素二氧化钚自然衰变时所释放出来的热能以电热隅形式发电,解决了探测器电力问题。为避免放射性光线干扰电子仪器,“新视野”号的电力设计仅为228W。

十博体育 5

左侧黑色平放的柱状物,是装设于新视野号上的放射性同位素热电机。

由于预算有限,同之前的“旅行者”系列使用旋转平台不一样,“新视野”号配备了一台马达提供转向动力用来调节位置。在航行期间可以调整飞向冥王星的轨道,当接近冥王星时可以调校自身以便所有仪器指向冥王星。待飞过冥王星后又得调校自身以便观察冥王星的卫星。

通讯系统

十博体育 6

工程师正在检查高增益天线安装情况

即使冥王星的近日点也与地球相距有42亿公里之巨,NASA为“新视野”安装了一只直径2.1米的高增益天线,通过地球的深空网络接收来自NASA的指令,以及将收集到的资料输送回去地球。在高增益天线正上方,NASA配备低增益天线作为高增益天线的备用。高增益天线有两条频带收发讯号,上传下载速度高,相比之下低增益天线只有一条窄频带,效率较低,但是在紧急情况之下,可以顶替高增益天线的工作。

探测平台

十博体育 7

“新视野号”携带的科学仪器

包括推进剂在内,整个“新视野”号重约450公斤。探测平台有七种科学探测仪器,它们分别是:

可见-红外成像光谱仪:主要用于拍摄冥王星的地表情况,提供高清晰的彩色影像。仪器分为两部分,一为可见光相机MVIC,另一为线性光波长锁定光谱计LEISA,两者共同使用一支6厘米镜头,用以调校焦距,收集影像。

无线电科学实验仪:实际上是一组安装在通讯系统内的电路板,主要作用是稳定NASA的控制信号,同时确保传输资料不丢包。另外还进行测试远距离通讯实验。

十博体育 8

工程师正在为新视野号安装紫外线成像光谱仪

紫外线成像光谱仪:主要作用通过观测冥王星反射的紫外线的数据,分析冥王星大气及地表的组成分布情况。Alice有两种工作模式,一为探测大气光模式,处于接近及离开冥王星时使用,直接观测冥王星大气辐射或反射的紫外线;另一种模式是测量掩食光模式,当探测器进入冥王星日蚀阴影区时,利用透过冥王星大气的太阳光,求得大气的成分、温度、及浓度的分布。

十博体育 9

远程勘测成像仪安装现场

远程勘测成像仪:定位探测器在航行中精确的位置。从观察特定的星体,比较有关资料,得出探测器在某一点精细准确的位置及相位,从而指令探测器作出相应的调整。

十博体育 10

太阳风测量仪安装现场

太阳风测量仪:是分析在冥王星附近由太阳吹过来的太阳风粒子,可以探测到冥王星是否有磁场。若而是有磁场存在,就可以得知它的范围、强弱,以及冥王星大气中气体粒子逃逸的速度。

十博体育 11

约翰霍普金斯大学应用物理实验室的工程师正在安装能量粒子谱仪

能量粒子谱仪:是用来测量冥王星阳离子与中性粒子组成、同位素组成等的装置。从观察冥王星大气层顶部的中性粒子被太阳风所激化,而逃离冥王星大气层的现象,可以推算出冥王星大气的化学成分。

“威妮夏·伯尼”尘埃分析仪是由美国科罗拉多州立大学师生主导的研究项目,装置可以分析探测船在飞往冥王星沿途所收集太阳系各区域的宇宙尘,进行测量及比较这些漂浮粒子的物理及化学性质。离开冥王星之后,研究会继续,更有可能是人类历史上首次接触到柯伊伯带的物体。飞行记录

2006年1月19日,于卡纳维拉尔角发射;

2006年4月7日,探测器飞越火星轨道,以大约21公里/秒的速度远离太阳,与太阳的距离是2.43亿公里;

十博体育 12

拍摄于2007年1月8日的木星,距离木星大约8100万公里,右侧为木卫1

2007年1月8日,开始与木星接触,2007年3月5日结束与木星的接触;

2008年6月8日,探测器飞越土星的轨道;

2011年3月18日,探测器飞越天王星的轨道;

2014年8月24日,探测器飞越海王星的轨道;

十博体育 13

2015年7月14日,距离冥王星768000公里时探测器拍下的彩色图像

十博体育 14

拍摄的高分辨率图像显示了冥王星西部大脑的“心脏”

冥王星上空1.8万公里拍摄到横跨380公里的山脉和冰平原

2015年7月14日,探测器在1.25万公里的距离上以13.78公里/秒的速度飞越冥王星(该时点冥王星距离太阳32.9天文单位),于2016年10月25日将冥王星数据传输完毕;

十博体育 15

“天涯海角”的最高分辨率图像,这是人类所探测距离地球最远的天体

2019年1月1日,探测器在约3500公里的距离上飞越小行星486958。小行星486958是一个柯伊伯带天体,直径大约是30至45公里,近日点约42.721天文单位,英语非正式名称为Ultima Thule,中文译为“天涯海角”或“终极远境”,这是人类所探测距离地球最远的天体。

十博体育 16

该线的绿色部分显示了新视野号自发布以来的航行轨迹; 红色表示未来路径

按照计划,2021年4月30日探测器任务结束。任务结束阶段探测器将距离太阳100天文单位。如果还能工作,探测器将观测整个太阳圈。

20世纪90年代末,NASA曾制定了一个名为“冥王星-柯伊伯快车”探测计划,原计划2004年12月18日发射,主要目的是探测冥王星、卡戎以及其他柯伊伯带天体。由于研制经费超支等原因,NASA宣布取消该计划。

消息一公布,立即遭到很多天文学家的强烈抗议。他们四处游说,希望再次启动冥王星探测计划。美国行星学会甚至发动了“拯救冥王星计划”的运动。最后,NASA的官员们终于被说服,于2000年12月20日宣布重新论证冥王星计划。他们拒绝采用原先提出的探测方案,改而向全球公开征集新的探测方案。这也是NASA历史上首次向全球公开征集太空计划方案。

NASA对新方案提出了两项苛刻的要求:一是要求在2015年前抵达冥王星,二是经费必须低于5亿美元。这是因为冥王星的轨道为椭圆形,绕日运行的周期长达248年,2015年时正好是探测冥王星的绝佳时机。一旦错过,这种快速抵达冥王星的机会只有百年之后才有了。而且想必官员们认为,为一个太空探测计划等15年,已经是公众耐心的极限了。

从宣布重新论证到最迟的发射时间,留给科学家们只有4~5年时间。2004~2006年是发射冥王星探测器的最后机会。为了争分夺秒地研制探测器,NASA留给新的冥王星计划的方案设计时间只有3个月,截止到2001年3月19日。最终,由西南研究院和霍普金斯大学应用物理实验室联合团队的设计方案脱颖而出,在诸多方案中最终获胜,总预算为4.88亿美元。新方案能发回比原来的“冥王星-柯伊伯快车”计划多10倍的观测数据。如果赶在2006年2月以前发射,可以确保在2015年夏天抵达冥王星。2001年12月,NASA宣布重启冥王星计划,探测器名为“新视野号”。

“新视野号”原定美东时间2006年1月17日13时24分在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地第41发射台发射,但因地面强风和负责该项目的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的控制中心突然停电的原因,两度推迟升空。至1月19日14时,卡纳维拉尔角上空云层逐渐散去,气候条件适合发射,“新视野号”比原定时间推迟半小时后发射升空。45分钟后三级火箭脱离,“新视野号”脱离地球引力,朝木星飞去。

十博体育 17到太阳系新大陆去“考古”

在“新视野号”任务论证和发射时,冥王星还被视作行星,作为太阳系中唯一没有被航天器探测过的行星,“新视野号”被赋予重要的象征意义。随着天文学家在柯伊伯带不断获得新的观测发现,“新视野号”的主要任务从冥王星扩展到整个柯伊伯带:

近距离飞越冥王星及其已知的五个卫星。虽然,哈勃空间望远镜此前的观测没有发现冥王星有新的卫星或环带系统,但如果它们太过暗弱,从遥远的距离上是很难被发现的。因此,“新视野号”将探测冥王星是否存在未被发现的卫星,调查冥王星是否拥有环带系统,观察冥王星表面是否存在撞击坑或撞击坑的多少,判断柯伊伯带天体相互碰撞的几率。

考察柯伊伯带的其他天体。柯伊伯带的天体自太阳系形成之初已存在,是太阳系各大行星形成后的残渣,记录着太阳系最初形成时的历史,有助于理解太阳系和地球生命的起源。如果不了解柯伊伯带,就很难理解太阳系的起源。对于太阳系里的这片新大陆,“新视野号”首席科学家艾伦·斯特恩指出:“太阳系中的这一区域存在诸多谜团。探索冥王星和柯伊伯带就像是在太阳系新大陆进行的考古发掘工作。通过考察可以窥探到太阳系行星形成的最初状态。”

十八般兵器

科学仪器是“新视野号”的“眼睛”。“新视野号”携带了7台重30千克的科学仪器。其中光学设备有3台。分别是:远程勘测成像仪、可见-红外成像光谱仪、紫外成像光谱仪,分别拍摄可见光、红外和紫外图片。另外4台仪器分别是:太阳风测量仪、无线电科学实验仪、能量粒子谱仪、学生尘埃计数器,分别用于测量冥王星附近和表面的太阳风、大气、能量粒子和尘埃。

十博体育 18

上一篇:PzKpfw VI/六号坦克/虎式,看历史网 - www.seelishi.cn 下一篇:没有了