欧空局贝皮科伦坡深空探测器即将第3次飞越水星

  6163银河网页入口     |      2024-10-15 05:55

  虽然许多仪器在巡航阶段被激活■◆★◆,但有些仪器也将在飞越期间运行★★■■,为主要任务期间预期的水星科学提供了另一个诱人的一瞥◆★。磁性■◆、等离子体和粒子监测仪器将在最接近之前■◆◆★■、期间和之后对环境进行采样。

  在最接近的时候,BepiColombo将处于水星的阴影中。行星的照明部分只会在大约13分钟后进入航天器的视野,当时BepiColombo距离约1,840公里。

  BepiColombo7.2年水星之旅期间的飞越时间表。资料来源:欧洲航天局

  艺术家对水星飞过的贝皮科伦坡印象。该航天器在2025年进入太阳系最内侧行星的轨道之前进行了九次重力辅助机动(一次地球,两次金星和六次水星)★■。BepiColombo是欧空局和JAXA之间的国际合作◆★■★■◆。资料来源:ESA / ATG媒体实验室

  为了安全起见,并确保任务没有机会最终与水星发生碰撞◆■,最新的机动设计使BepiColombo能够以比所需略高的高度通过岩石行星。额外的余量是一个很好的选择◆■★■,并抵消了航天器穿越太空数百万公里时出现的先前错误。现在预计从飞越BepiColombo一周后,它将在236公里(+/- 5公里)的高度经过地球表面。

  在接近水星的那一刻,由于行星的引力,BepiColombo相对于水星的速度将加速到5★■◆.4公里/秒,但飞越将使航天器的速度与太阳相比总体上降低0.8公里/秒,并改变其方向2.6度。

  水星是太阳系中探索最少的岩石行星,其中一个主要原因是到达那里真的很困难◆★◆★◆。当BepiColombo越来越接近太阳时,我们主星的强大引力加速了航天器向它靠近它的速度。

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  主科学相机被屏蔽★★◆◆★,直到航天器模块分离■◆★★■,但在飞越期间◆★◆,BepiColombo的监控摄像机拍摄快照。 在为期七年的水星之旅中,欧洲 - 日本任务BepiColombo利用地球,金星和水星的引力来调整其轨迹并到达其最终轨道。该航天器于 2018 年发射,在 2025 年 12 月进入太阳系最内侧行星周围的轨道之前★■◆◆★,总共执行了九次重力辅助飞越机动(在本动画中描绘)。图片来源:ESA - 欧洲航天局,CC BY-SA 3■◆★◆★■.0 IGO

  相机提供 1024 x 1024 像素分辨率的黑白快照。由于它们在航天器上的位置,他们还捕获了MTM的一个太阳能电池阵列和MPO在图像前景中的天线。当BepiColombo经过水星时,我们将看到这颗行星出现在M-CAM 3图像的右上角,并向左下角移动★★◆★★■。

  “在飞越期间收集数据对于科学团队在主要任务之前检查他们的仪器是否正常运行非常有价值,”欧空局的BepiColombo项目科学家Johannes Benkhoff说。“它还提供了一个新的机会,可以与美国宇航局的信使号航天器在2011 - 2015年水星任务期间从地球上通常无法从轨道访问的互补位置收集的数据进行比较。我们很高兴已经发布了基于我们以前的飞越的数据,产生了新的科学结果,这让我们对进入轨道更加兴奋!

  欧空局/日本宇宙航空研究开发机构BepiColombo任务正在为6月19日下一次近距离飞越水星做准备,届时它将在大约236公里的高度经过水星表面。

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  周一飞越的最接近将在19:34 UTC(世界协调时间★◆■◆★,-4小时为美国东部时间,+8小时为北京时间)(21■★◆★:34 CEST)进行。BepiColombo将在地球的夜间接近,这意味着大约13分钟后,航天器的监控摄像机将记录水星表面最有趣的视图■◆★◆◆。第一批图像预计将于6月20日发布◆★■■。

  行星的照明部分只会在近距离接近后约13分钟进入航天器的视野■★,此时BepiColombo距离约1840公里。这意味着不会有来自最接近方法本身的照明图像。显示水星表面细节的最吸引视觉的图像将在不久之后被捕获,最有可能在最接近后的13-23分钟开始。许多原位仪器将像往常一样打开并收集数据◆■■,BepiColombo的三个监控摄像头中的两个将被激活。这些图像将在接下来的几天内发布。不按比例:行星和航天器的相对大小,以及航天器的态度不具有代表性◆■■★。图片来源★■:欧空局(确认:ATG根据与欧空局的合同完成的工作),CC BY-SA 3.0 IGO

  5月19日■★◆◆★,任务控制小组进行了任务所见过的最大的化学推进机动。目的是纠正BepiColombo轨道上的错误,这些错误是由于前一个半月的缓慢电力推进弧期间推进器中断而累积的◆■◆。飞越进近时的校正机动是正常操作的一部分;如果没有这个★◆★,BepiColombo离水星太远了24,000公里,而且在地球的错误一侧!

  飞行动力学既是一门科学★★◆◆■,也是一门艺术◆■◆★。轨道■◆★★、机动和飞越是提前几年确定的★■◆★,但航天器并不是完美的数学对象。这就是为什么团队总是谨慎行事,考虑多种机动机会来磨练和纠正航天器的实际路径。

  “当BepiColombo开始感受到水星的引力时★◆■★,它将以3■◆■★■◆.6公里/秒的速度相对于地球行进。这刚刚超过前两次水星飞越期间接近的速度的一半◆★◆,“ESA飞行动力学专家Frank Budnik解释说。

  “这正是此类事件的意义所在。我们的航天器一开始的能量太多了,因为它从地球发射◆★★■★★,就像我们的星球一样,绕太阳运行。为了被水星捕获,我们需要放慢速度,我们正在利用地球,金星和水星的引力来做到这一点。

  这是欧空局航天器运营团队正在引导BepiColombo通过的水星六次重力辅助飞越中的第三次。飞越,加上超过15,000小时的具有挑战性的太阳能电力推进操作,需要帮助航天器对抗太阳的巨大引力,以便它最终能够失去足够的能量,以便在2025年被捕获到水星的轨道上。

  该任务于2018年10月从位于库鲁的欧洲太空港乘坐阿丽亚娜5号发射升空,并利用九次行星飞越◆★★◆■■:一次在地球◆★★◆◆■,两次在金星,六次在水星,以帮助转向水星轨道。

  第一批图像将在最接近后的几个小时内下行链接,预计将从 6 月 20 日下午开始公开发布◆◆■★★。预计最接近的图像将揭示许多突出的地质特征■★★◆★,包括大型陨石坑★★◆★★,火山和构造地形。

  这将是第一次飞越BepiColombo激光高度计(BELA)和水星轨道器无线电科学实验(MORE),尽管BELA仅用于功能测试目的◆◆■。一旦进入水星轨道◆◆,BELA将测量水星表面的形状,MORE将调查水星的引力场和核心■◆■◆■。

  虽然在主要任务开始之前在水星拍摄图像和微调科学仪器操作是一个受欢迎的机会,但飞越的主要原因是利用行星的引力来引导BepiColombo穿过内太阳系的路径。

  在这次飞越之后,该任务将进入其前往水星之旅的一个非常具有挑战性的部分,通过称为“推力弧”的额外推进周期逐渐增加太阳能电力推进的使用★■★★★,以不断制动太阳的巨大引力。这些推力弧可以持续几天到两个月◆◆★◆■,较长的弧会定期中断■■★,以进行导航和机动优化。

  飞行控制器已准备好精确引导BepiColombo★★★,使其以正确的距离,正确的角度和正确的速度通过水星◆■★★。所有这些都是几年前计算的,但当天必须尽可能接近完美★■★■★■。

  这意味着不会有来自最接近方法本身的照明图像。显示水星表面细节的最吸引人的视觉图像将在近距离接近后约13至23分钟之间捕获。

  “这是第一次使用复杂的太阳能电力推进方法将航天器送往水星,在巡航阶段的剩余部分,这是一个很大的挑战,◆★”欧空局BepiColombo任务经理Santa Martinez Sanmartin说◆■。“我们已经调整了我们的运营概念,与我们的地面站有额外的通信通行证,使我们能够更快地从推进器中断中恢复并改善轨道确定。与此同时,由于目前在地球和航天器之间传播光信号所需的时间,通信延迟超过十分钟。

  在2025年12月抵达水星后,BepiColombo的两个科学模块——欧空局的水星行星轨道飞行器(MPO)和JAXA的水星磁层轨道飞行器(MMO)——将与水星转移模块(MTM)分离并进入环绕地球的互补轨道。