BepiColombo

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BepiColombo任务是以一位意大利数学家和工程师的名字命名的。这个任务包含3个被当作独立的飞行器而发射的模块。水星行星轨道卫星(MPO)将由欧洲航天局负责,日本宇宙航空研究开发机构负责八角形的水星磁气圈轨道卫星(MMO)。欧洲航天局还将监视水星运输舱,这个运输舱将提供到达水星所需的太阳能和化学推进力。结构特点研制历程使用情况结构特点

当我们仰望星空时,有一艘飞船正一刻不停地朝水星奔去

水星行星轨道卫星(MPO)将由欧洲航天局负责,日本宇宙航空研究开发机构负责八角形的水星磁气圈轨道卫星(MMO)。欧洲航天局还将监视水星运输舱,这个运输舱将提供到达水星所需的太阳能和化学推进力。

水星探测飞船BepiColombo发射现场。图片来源:ESA/S.Corvaja

重量为500千克(1100磅)的MPO将搭载11种科学研究设备。而重量为250千克(550磅)的MMO将搭载5种先进的科学实验设备,其中一种来自欧洲,另外4种则由日本制造,它将调查研究水星的磁气圈区域。

10月20日,欧洲-日本联合实施的水星探测飞船BepiColombo搭乘阿丽亚娜5号火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。BepiColombo项目科学家、ESA行星物理学家Johannes
Benkhoff说:这是一个伟大的时刻,我们终于把它变成了现实。

研制历程

BepiColombo于二十世纪90年代立项,历时21年后成功发射。按计划,这艘斥资18亿美元的飞船,将于2025年抵达水星。届时它将分离成两个航天器进入各自的水星轨道,开始协作进行暂定为期一年的数据收集活动。

“比皮-科伦坡被命名为朱塞佩可伦坡,是开发的重力协助机动常用的行星探测器今天的科学家,数学家和工程师。

其中一个由欧洲航天局研发的水星行星轨道飞行器MPO,主要用于探测水星的表面和内部结构;另一个由日本宇宙航空研究开发机构研发的水星磁层轨道飞行器MMO,主要负责探测水星的磁场及其与太阳风的相互作用。欧洲航天局的水星运载模块MTM将负责转运这两个轨道器。

这个任务包含3个被当作独立的飞行器而发射的模块。水星行星轨道卫星(MPO)将由欧洲航天局负责,日本宇宙航空研究开发机构负责八角形的水星磁气圈轨道卫星(MMO)。欧洲航天局还将监视水星运输舱,这个运输舱将提供到达水星所需的太阳能和化学推进力。

靠近水星困难重重

使用情况

水星处于太阳引力井的深处,这使得到达它成为一个巨大的技术挑战。要到达水星,航天器必须失去地球轨道给它的大部分动力,这样它才能落向太阳。但同时,航天器还必须避免过度发射,否则会导致它驶向其他轨道而掠过太阳的引力井。

它将调查研究水星的磁气圈区域。这些飞行器将花费6年的时间才能到达水星,在飞行过程中将借助月球、地球、金星和水星的重力作为辅助。在到达水星后,观测行动将至少持续一年(地球年)。

BepiColombo计划是我们执行过的最复杂的任务之一。欧洲航天局
BepiColombo的飞控指挥Andrea
Accomazzo说,这项任务中,一个很大的挑战来自于太阳的强大引力,这使得把一个航天器定位在水星轨道很不容易。我们需要通过电推进的不断制动来使航天器能够受控地向太阳靠近。

由于这些复杂因素的影响,抵达水星的能量是到火星的8倍,而且需要更长的时间。

因此,BepiColombo这次飞行使用了先进的太阳能离子推进器,并且将绕行地球轨道一次,金星轨道两次,水星轨道六次,以结合九次来自地球、金星和水星的引力协助,帮助BepiColombo抵挡太阳的巨大引力并滑入稳定的水星轨道。

中国空间技术研究院总体设计研究员、硬X射线调制望远镜卫星副总指挥尤睿在接受《中国科学报》采访时表示:正因为水星距离太阳太近,飞船可以充分利用太阳能进行变轨,太阳能离子推进器可以调整飞船的姿态,也就是飞行方向。

澳门新葡亰官方登录,此外,受太阳巨大引力的影响,到达水星轨道所耗的能量与到达冥王星的能量差不多。因此卫星需要借力飞行,根据不同天体之间引力的合成作用,飞船可以向某个方向变化飞行,也就是引力变轨。用时间换空间,来到达其预定的轨道。尤睿说,这就像帆船在海中行驶,通过见风使舵改变帆的方向,充分利用风力,达到顺风逆风都可以行驶的目的。

由于水星上的阳光强度比地球附近的外层空间强十倍,且几乎没有什么大气层。太阳照射时,水星表面温度高达四百多摄氏度,太阳光不照射时,表面温度低至零下一百多摄氏度,航天器将经历极端温度变化。

尤睿表示,对于耐高温航天器的设计,最先进的是今年8月NASA发射的太阳探测器帕克,该探测器的隔热罩异常轻且结构结实,能够承受一千多摄氏度的极端高温。

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