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美“新視野”探測(cè)器成功飛掠冥王星


  來(lái)源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時(shí)間:2015-07-27 作者:
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據(jù)美國(guó)宇航局確認(rèn),“新視野”號(hào)冥王星探測(cè)器已于美國(guó)東部時(shí)間7月14日7時(shí)50分(北京時(shí)間7月14日19時(shí)50分)成功從距冥王星12500千米處飛掠,成為人類首顆造訪冥王星的探測(cè)器。
美國(guó)“新視野”號(hào)探測(cè)器于2006年1月19日發(fā)射,經(jīng)過(guò)近10年的飛行,行程約50億千米,成功抵達(dá)了冥王星及其衛(wèi)星系統(tǒng)。由于冥王星的距離非常遙遠(yuǎn),即便“新視野”探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)以光速前進(jìn),抵達(dá)地球仍然需要4小時(shí)20分鐘。
    冥王星是一顆處于太陽(yáng)系邊緣的小天體,直徑僅為月球的三分之二。它圍繞太陽(yáng)運(yùn)行一圈需要247.68個(gè)地球年。自人類發(fā)現(xiàn)冥王星以來(lái),它才轉(zhuǎn)了三分之一圈。“新視野”號(hào)在近距離觀測(cè)冥王星之后,不會(huì)駐足停留,它將繼續(xù)深入“柯伊伯帶”進(jìn)行探索。
    飛往冥王星的“特快”
    美國(guó)“新視野”號(hào)發(fā)射升空,在最后關(guān)閉引擎時(shí),相對(duì)于地球的速度達(dá)到了16.26千米/秒,成為最快速度離開地球的人造物體,比1977年發(fā)射的“旅行者”深空探測(cè)器離開地球時(shí)的速度還要快。
由于超高速飛行,“新視野”號(hào)在發(fā)射后9個(gè)小時(shí)就飛越了月球軌道,而當(dāng)年“阿波羅”載人飛船飛往月球則用了3天。
    2007年2月28日,“新視野”號(hào)飛掠木星時(shí)獲得了引力助推,速度增加了4千米/秒,使其相對(duì)于太陽(yáng)的速度達(dá)到了23千米/秒,大大縮短了飛往冥王星的時(shí)間。
為什么只是飛掠冥王星而不進(jìn)入繞飛軌道?
    “新視野”號(hào)是按照美國(guó)宇航局推行的小型化、低成本及多功能的指引原則設(shè)計(jì)的。為了能夠讓“新視野”號(hào)在不到十年時(shí)間內(nèi)抵達(dá)冥王星,該探測(cè)器只有一架鋼琴大小,總質(zhì)量?jī)H470千克。
由于冥王星的引力太弱,如果探測(cè)器“剎車”減速到能被冥王星引力場(chǎng)捕獲的速度,那么需要大量的燃料,這就大大增加發(fā)射重量,違背設(shè)計(jì)理念。而飛掠探測(cè)也可以提供有關(guān)冥王星及其衛(wèi)星系統(tǒng)的大量資料,并且還可以繼續(xù)深入“柯伊伯帶”進(jìn)行探測(cè)。
    “新視野”號(hào)搭載的儀器
    “新視野”號(hào)搭載了七種主要的科學(xué)儀器:能量粒子譜儀;太陽(yáng)風(fēng)測(cè)量?jī)x;遠(yuǎn)程勘測(cè)成像儀;無(wú)線電科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀;紫外成像光譜儀;可見光-紅外成像儀和宇宙塵分析儀。借助這些設(shè)備,“新視野”號(hào)可以探測(cè)冥王星的地形地貌、化學(xué)成分、溫度、大氣壓等等重要參數(shù)。每一種儀器的功率大約在2瓦到10瓦,與一盞小夜燈的功率相仿。

“新視野”號(hào)攜帶的科學(xué)儀器示意圖

       由于冥王星距離太陽(yáng)太過(guò)遙遠(yuǎn),“新視野”號(hào)無(wú)法使用通常的太陽(yáng)能電池板供電,而是采用“放射性同位素核電源”(RTG)。這個(gè)核電源是利用11千克的钚-238衰變產(chǎn)生的熱能來(lái)發(fā)電。在發(fā)射的時(shí)候,RTG的發(fā)電功率為250瓦,理論上每過(guò)四年功率下降5%,目前功率降低到了大約200瓦。相似的核電源曾用在“旅行者”深空探測(cè)器以及宇航員登陸月球的時(shí)候。

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