金星特快車

金星快车英語:,VEX),是欧洲方面的首次对金星探勘任务,名称来源于定义、准备和发射该任务僅用了很短时间。主要承包商是法国图卢兹市的伊兹·阿斯特瑞姆公司。发射日期是2005年11月9日。发射器是欧洲/俄罗斯联合公司斯塔瑞森(Starsem)制造的联盟号飞船。发射质量1270千克,包括93千克轨道器有效载荷和570千克燃料。轨道器设备包括:金星监视照相机、空间等离子体和活性原子分析器等。宇宙飞船由位于德国达姆施塔特市的欧洲太空控制中心操纵。

金星特快車
在軌道上的金星特快車
任务类型金星軌道器
运营方歐洲太空總署
国际卫星标识符2005-045A
衛星目錄序號28901
网站www.esa.int/venus
任務時長計畫2年
實際:9年37天
航天器属性
制造方阿斯特里姆
發射質量1,270(2,800磅)
任務開始
發射日期2005年9月9日 03:33:34 UTC
載具聯盟-FG/弗雷格特
發射場貝科奴太空發射場 31/6
承包方斯達西姆
任務終止
丟棄形式脫軌
最後通訊2015年1月18日 15:01:55 UTC [1]
轨道衰减日2015年 1月/2月
軌道參數
参考系金星
近金點460 km(290 mi)[2]
遠金點63,000 km(39,000 mi)[2]
傾角90 [3]
週期24小時[3]
金星軌道器
入軌2006年4月11日
 

2006年4月11日,欧洲空间局宣布,格林尼治时间8时07分,金星快车完成减速过程,顺利首次进入环金星椭圆形轨道。[4]

4月14日,欧洲空间局公布了金星快车传回的首批金星图像。这些金星南极地区的图片是探测器4月12日在距离金星20万公里的环金星椭圆形轨道上由“紫外线、可见光和近红外线成像分光计”和“金星监测照相机”拍摄的。[5]

6月27日,欧洲空间局宣布,科学家对金星快车发回的数据进行分析后确认,金星南极上空大气中存在着奇怪的双漩涡。[6]

2014年11月可能沒有燃料而墜至金星,雖然曾于11月23日和11月30日尝试提高轨道高度但都失敗了,2014年12月16日宣布任務結束。[7]

歷史

這個任務在2001年提出企劃,是重用火星特快車的計畫提出的。但是,一些任務上的特性導致設計上的變化:主要在熱工控制、通訊和電力等領域。例如,火星太陽的距離幾乎是金星的兩倍,輻射對金星特快車的加熱四倍於火星特快車;同時,電離輻射的環境也更加嚴酷。另一方面,太陽能板會在更強的光照條件下提供電力。金星特快車任務使用了一些為羅塞塔太空船開發的備用儀器。這個任務的企劃是由D. Titov(德國)、E. Lellouch(法國)和F. Taylor(聯合王國)共同提出的。

金星特快車發射窗口開啟的時間在2005年10月23至26日,它的發射日期最初訂為2005年10月26日4:43(UTC。然而,為了檢查及清理出從Fregatg上層的絕緣體掉落至太空船上的小碎片的問題,導致發射延後了兩週[8]。最後,它終於在2005年11月9日3:33:34UTC從哈薩克斯坦拜科努爾航太發射場使用聯盟-FG/Fregat火箭發射,l小時36分後進入在地球軌道上的轉換軌道再發射前往金星的軌道。在2005年11月11日成功地進行第一次機動的軌道校正。它在航行了153天之後,於2006年4月11日抵達金星,在SCET07:10:29和08:00:42UTC兩度點燃主引擎,減緩它的速度,以便金星重力可以捕獲它,進入400乘330,000(250乘205,050英里),週期9天的軌道[9]。ESA在德國達姆施塔特的控制中心,ESOC,監控了這次的點燃。

進一步的軌道控制七度點燃引擎,兩次主引擎和五次加速器,以進入週期為24小時的環繞金星軌道[9]

金星特快車在2006年5月7日UTC進入目標軌道,當時太空船與地球的距離是151,000,000(94,000,000英里)。在此時,太空船運行的橢圓軌道比最初運行的軌道更為接近行星。極軌道的範圍介於金星上空250和66,000(160和41,010英里)近點幾乎就在北極點(北緯80度),以24小時的週期環繞這顆行星。

金星特快車在軌道上研究金星的大氣層和雲的細節、電漿環境和表面特徵,它也製作金星表面溫度的全球地圖。它原始的任務是在軌道上持續觀測500個地球日(大約2金星日),但已經三度延展其任務,分別是在2007年2月28日至2009年5月初、然後是2009年2月4日至2009年12月31日,最後是在2009年10月7日至2012年12月31日[10]

在2010年11月22日,任務時間又被延長至2014年[11]。在2013年6月20日,又被延展至2015年[12],又額外的多工作約500地球日。

在2014年11月28日,控制中心與金星特快車失去了聯繫。在2014年12月3日又建立起間歇的聯繫,但是依然沒有法控制這艘太空船,而且燃料可能已經用罄[13]。在2014年12月16日,ESA宣布金星特快車的任務已經結束[7]。雖然依然可以收到太空船的載波訊號,但是沒有傳輸任何資料。任務經理派翠克.馬丁預測太空船在2015年1月初的軌道會低於150(93英里),然後在1月底或2月初會遭到破壞[14]。在2015年1月18日ESA收到太空船最後的載波訊號[1]

儀器

ASPERA-4:是分析("Analyzer)、太空(Space)、電漿(Plasmas)和激態原子(Energetic Atoms)等英文字首字母的所寫。"ASPERA-4" 研究在太陽風和金星大氣層的交互作用,確定電漿與大氣層撞擊的過程,確定電漿和中性氣體全球性的分布,研究高能中性原子、離子和電子,與分析金星附近的其它環境。ASPERA-4是設計用在火星特快車的ASPERA-3的再利用,但是適用於更嚴苛的金星環境。

VMC:是廣角、多頻道CCD的金星監視相機(Venus Monitoring Camera)。VMC是專為金星全球影像設計的[15]。它可以在可見光、紫外線、和近紅外光的範圍下操作,映射出表面的亮度分布以尋找火山活動、監視氣輝分布和在地氣層頂未知的紫外線吸收現象,和其他的科學觀測研究。它是由火星特快車高解析度立體相機(HiRISE )和羅塞塔號光學、光譜和紅外遠程成像系統(OSIRIS)各一部分的組合。這個相機包括FPGA的預先處理影像系統,減少了需要傳送到地球的資料[16]。負責VMC的共同合作機構包括馬克斯·普朗克太陽系研究所德國航空航太中心的太陽系行星研究所、和布勞恩斯魏克技術大學的電腦和通信網路工程研究所[17]。不要與安裝在火星特快車VMC(Visual Monitoring Camera)混淆,它是從那而發展出來的[18][19]

磁強計

MAG磁強計是設計來測量金星的磁場強度和它的方向,以及受到太陽風和金星自身的影響。它映射磁層鞘磁層尾電離層和磁勢壘的三維高解析,協助ASPERA-4研究太陽風與金星大氣層的交互作用,確認電漿區域的邊界和執行對行星的觀測(像是搜尋和鑑定金星的閃電)。MAG是源自羅塞塔登陸器菲萊的儀器:ROMAP。

科學

金星的氣候

在行星系統的早期,有著與地球相似的大小和化學成分,但金星和地球的歷史有著壯觀的分流。希望金星特快車的資料能夠做出貢獻,不僅是對金星大氣層的構成獲得深入的理解,更希望能理解導致目前溫室大氣條件的變化。這種理解可能導致影響對地球氣候變化研究[20]

尋找地球的生命

金星快車也被用來從金星軌道觀察地球上的生命跡象。這個計畫得到的影像,地球的影像小於一個像素,以模仿觀察其它太陽系行星的大小。這些觀察被用來發展研究系外行星適居性的方法[21]

重要的事件和發現

金星特快車的重要事件包括:

  • 2005年8月3日:金星特快車在法國圖盧茲Astrium完成最後階段的測試。由一架安東諾夫安-124貨機載運,飛經莫斯科於8月7日前抵達拜科努爾。
  • 2005年8月7日:金星特快車拜科努爾發射場的飛機場。
  • 2005年8月16日:完成首次飛行驗證實驗。
  • 2005年8月22日:綜合系統測試-3。
  • 2005年8月30日:成功啟動最後的主要系統測試。
  • 2005年9月5日:電器科學測試成功。
  • 2005年9月21日:進行燃料準備審查。
  • 2005年10月12日:與Fregat完成組合。
  • 2005年10月21日:檢查到有效酬載內部受到汙染,發射遭到擱置。
  • 2005年11月5日:安置在發射台上。.
  • 2005年11月9日:於03:33:34 UTC從拜科努爾發射場發射。
  • 2005年11月11日:成功執行第一次機動修正彈道。
  • 2006年2月17日:主要發動機在抵達前的發射測試成功[22]
  • 2006年2月14日:成功執行第二次的彈道機動修正。
  • 2006年3月29日:為4月11日進入目標的軌道,成功執行第三次的彈道機動修正。
  • 2006年4月7日:在太空船上載入插入軌道的指令堆疊。
  • 11 April 2006年4月11日:根據下列的時程表成功完成金星軌道插入(Venus Orbit Insertion,VOI)[23]
事件 太空船事件時間 (UTC) 地面收到時間(UTC)
液態設定階段開始07:07:5607:14:41
VOI主引擎啟動07:10:2907:17:14
經過近心點07:36:35
食開始07:37:46
掩蔽開始07:38:3007:45:15
掩蔽結束07:48:2907:55:14
食結束07:55:11
VOI燃燒結束08:00:4208:07:28
此初始軌道週期為9天[9]
  • 2006年4月13日:金星特快車釋出第一張影像。
  • 2006年4月20日:執行第一次降軌操作,軌道週期為40小時。
  • 2006年4月23日:執行第二次降軌操作,軌道週期為25小時43分。
  • 2006年4月26日:將之前的降軌程序略為修改,執行第三次降軌操作。
  • 2006年5月7日:在13:31 UTC,金星特快車進入目標軌道。
  • 2006年12月14日:完成南半球的第一張溫度圖。
  • 2007年2月27日:歐洲太空總署同意延展基礎任務至2009年5月。
  • 2007年9月19日:原計畫任務結束(500地球日),開始執行延展任務。
  • 2007年11月27日:在《科學》雜誌自然上發表一系列初步澳查結果的論文。他發現過去有海洋的證據,證實金存在著閃電,而且比地球上更為常見。它也發現在南極有巨大的雙極地渦漩[24][25]
  • 2008年5月20日:在2008年5月出刊的 天文與天體物理學報上報導金星特快車在金星大氣層中發現羥基(OH)[26]
  • 2009年2月4日:ESA同意基礎任務再延長至2009年12月31日。
  • 2009年10月7日:ESA同意基礎任務再延長至2012年12月31日。
  • 2010年11月23日:ESA同意基礎任務再延長至2014年12月31日。
  • 2011年8月25日:報導金星的大氣層上層存在一層臭氧[27][28]
  • 2012年10月1日:報導在金星的大氣層中可能存在一層突然沉澱的低溫乾冰[29]
  • 2014年6月18至7月11日:成功的執行大氣剎車實驗[30][31]
  • 2014年11月28日:任務控制中心與金星特快車失去連繫

[13]

  • 2014年12月3日:建立間歇性接觸,確定航太器可能缺乏推進劑[13]
  • 2014年12月16日:ESA宣布金星特快車的任務結束[7]
  • 2015年1月18日:最後一次接收到金星特快車X頻道的載波訊號[1]

參見

相關條目

參考資料

  1. Scuka, Daniel. . European Space Agency. 23 January 2015 [26 January 2015]. (原始内容存档于2015-01-26).
  2. . European Space Agency. 11 November 2014 [23 November 2014]. (原始内容存档于2015-12-16).
  3. . European Space Agency. 14 December 2012 [23 November 2014]. (原始内容存档于2015-12-15).
  4. 欧洲“金星快车”探测器入轨 存檔,存档日期2006-04-13. news.xinhuanet.com 2006-04-11 [2014-11-9]
  5. 欧洲“金星快车”探测器入轨后发回首批图片 存檔,存档日期2014-11-11. news.xinhuanet.com 2006-04-15 [2014-11-9]
  6. 金星南极上空大气中发现双漩涡结构 存檔,存档日期2007-12-02. news.xinhuanet.com 2006-06-28 [2014-11-9]
  7. Bauer, Markus; Svedhem, Håkan; Williams, Adam; Martin, Patrick. . European Space Agency. 16 December 2014 [22 December 2014]. (原始内容存档于2015-12-21).
  8. . ESA. 25 October 2005 [9 May 2006]. (原始内容存档于2012-10-15).
  9. . National Space Science Data Center. [22 December 2014]. (原始内容存档于2015-10-31).
  10. . ESA. 16 October 2009 [2015-12-23]. (原始内容存档于2013-05-02).
  11. . ESA. 22 November 2010 [2015-12-23]. (原始内容存档于2015-12-15).
  12. . ESA. 20 June 2013 [2015-12-23]. (原始内容存档于2013-12-19).
  13. . SpaceDaily. 8 December 2014 [15 December 2014]. (原始内容存档于2015-12-23).
  14. Drake, Nadia. . National Geographic. 17 December 2014 [22 December 2014]. (原始内容存档于2015-12-23).
  15. . Max Planck Institute for Solar System Research. (原始内容存档于2008-03-07).
  16. . Technical University at Brunswick. [2015-12-23]. (原始内容存档于2018-10-06).
  17. . ESA. 21 February 2008 [2015-12-23]. (原始内容存档于2012-10-17).
  18. Markiewicz, W. J.; Titov, D.; Fiethe, B.; Behnke, T.; Szemerey, I.; 等. (PDF). Max Planck Institute for Solar System Research. (原始内容 (PDF)存档于2015-04-02).
  19. Koeck, Ch.; Kemble, S.; Gautret, L.; Renard, P.; Faye, F. (PDF). European Space Agency: 17. October 2001 [2015-12-23]. ESA-SCI(2001)6. (原始内容存档 (PDF)于2016-03-03).
  20. (PDF). Lpi.usra.edu. [15 December 2014]. (原始内容存档 (PDF)于2013-10-04).
  21. . European Space Agency. [15 December 2014]. (原始内容存档于2012-10-18).
  22. . ESA. 17 February 2006 [9 May 2006]. (原始内容存档于2012-11-19).
  23. . European Space Agency. 24 May 2007 [26 January 2015]. (原始内容存档于2015-12-15).
  24. Various authors, Eric. . Nature. November 2007, (450): 633–660. doi:10.1038/news.2007.297.
  25. . BBC News. 28 November 2007 [29 November 2007]. (原始内容存档于2009-01-11).
  26. . SpaceDaily. [15 December 2014]. (原始内容存档于2015-12-24).
  27. Carpenter, Jennifer. . BBC News. 7 October 2011 [2015-12-23]. (原始内容存档于2011-10-08).
  28. Montmessin, F.; Bertaux, J.-L.; Lefèvre, F.; Marcq, E.; Belyaev, D.; 等. . Icarus. November 2011, 216 (1): 82–85. Bibcode:2011Icar..216...82M. doi:10.1016/j.icarus.2011.08.010.
  29. . European Space Agency. [15 December 2014]. (原始内容存档于2015-12-23).
  30. Scuka, Daniel. . European Space Agency. 16 May 2014 [23 November 2014]. (原始内容存档于2014-11-29).
  31. . 11 July 2014 [14 April 2015]. (原始内容存档于2015-12-24).
  • Taylor, Fredric W. . Planetary and Space Science. November 2006, 54 (13-14): 1247–1248. Bibcode:2006P&SS...54.1247T. doi:10.1016/j.pss.2006.06.013.
  • . European Space Agency. 3 August 2005 [2015-12-23]. (原始内容存档于2015-12-23).
  • . European Space Agency. [16 August 2005]. (原始内容存档于2015-12-23).
  • . European Space Agency. [5 September 2005]. (原始内容存档于2015-12-15).
  • . European Space Agency. [14 September 2005]. (原始内容存档于2015-12-15).

進階讀物

  • Dambeck, Thorsten. (PDF). MaxPlanckResearch. 2009, (4): 26–33 [2015-12-23]. B56133. (原始内容存档 (PDF)于2016-03-03).

外部連結

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.