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空间探测器

为探索和研究天体的运动、起源和演化,人类走过了漫长的道路。从目测到使用简单工具,人们工作孜孜不倦却始终局限在目力所及那片有限的天区。望远镜的出现及一些实用技术的发展,扩展了人们的视野,并激发了人们为不断革新观测手段而施展自己的智慧。望远镜口径不断增大,观测精度日益提高,暗弱目标的逐一发现及观测距离的日趋深远……但是,对比浩瀚无际的宇宙,人们在地面上接收的来自日、月、星辰等天体的信息毕竟有限。人造卫星的出现打开了通往地外世界的航道,使人类对太阳系内的天体进行直接探测成为可能。

空间探测器是对太阳系内月球或月球以远的天体和空间进行探测的无人航天器,又称深空探测器。它是在人造卫星技术的基础上发展起来的,因飞行距离遥远,其所载设备及技术与人造卫星有所不同:1.长距离飞行中设有精确的控制和导航系统;2.远距离传输数据需增大无线电台发射机功率和天线口径,采用数据压缩、抗干扰和相干接收等技术;3.进行外行星探测时使用空间核电源;4.由于探测目标各异,在结构上采用特殊防护,如在月面或行星表面着陆时要使用着陆支架、行走时要有挠性轮以适应表面的凸凹不平,有特殊要求的仪器要把探测臂伸出探测器体外,以防止自身磁场或辐射的干扰等等。

空间探测器是空间探测系统的空间部分,它与地面的测控站、数据接收站共同组成空间探测系统。空间探测器装有科学仪器,执行空间任务。发射时,空间探测器要获得大于人造卫星的速度,以便脱离地球引力实现深空飞行。在绕飞某个行星时,空间探测器要利用该行星的引力场进行加速,从而连续绕飞多个行星。依据任务的不同,探测方式种类如下:1.从月球或行星近旁飞过作近距离观测;2.成为月球或行星的卫星做长期观测;3.在月球或行星表面硬着陆,利用坠毁之前的时刻进行瞬时观测;4.在月球或行星表面软着陆,采集样品送回地球研究。

月球是地球的天然卫星,也是距离地球最近的天体,它自然成为空间探测的首选目标。1959年1月,苏联向月球发射的“月球”1号是世界上第一个空间探测器,它的飞行开创了 人类探索太阳系内天体的新阶段。

目前,已发射的空间探测器如下: 行星和行星际探测系列中有美国的“水手”号、“旅行者”号、“先躯者”号和前苏联的“火星”号。其中“旅行者”2号除完成观测木星、木星卫星、土星、土星卫星和土星环的任务外,还飞近天王星、海王星,在接近海王星的同时又探测了有关冥王星的情况,获得一些鲜为人知的宝贵资料。“旅行者”号携带了镀金铜板声像片和金刚石唱针,希望将地球人类的信息带给地外智慧生命。

月球探测系列中有前苏联的“月球”号和美国的“阿波罗”号。为实现“阿波罗”登月作准备,美国还发射了“徘徊者”号、“月球轨道环行器”和“勘测者”号等空间探测器,它们的探测成果是“阿波罗”飞船登月成功的保障。

此外,还有前苏联的“金星”号、美国的“海盗”号和“太阳神”号等空间探测器。

上述各类空间探测器为人类获得了大量有关各行星表面、大气和周围空间及行星际空间的资料,扩展了人类对行星地质、地貌、磁场、辐射带和大气成分以及行星际空间的研究和认识。

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