阿里安5發(fā)歐日合作水星探測器，研制耗時(shí)約20年
來(lái)源：航小宇
阿里安5ECA型運載火箭10月19日在法屬圭亞那庫魯發(fā)射了“貝皮科倫布”水星探測器（火箭起飛時(shí)間是北京時(shí)間20日上午9時(shí)45分）。歷經(jīng)約20年研制、耗資16.5億歐元的這項任務(wù)是歐空局和日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機構（JAXA）的合作項目，也是歐洲首次嘗試對距太陽(yáng)最近、溫度極高的水星開(kāi)展軌道探測。
“貝皮·科倫布”以20世紀意大利天文學(xué)家朱塞佩·科倫布（綽號貝皮，曾開(kāi)展很多有關(guān)水星的先驅性研究）的名字命名。探測器總重4100公斤，由一同發(fā)射的兩個(gè)軌道器構成，其中“水星行星軌道器”（MPO）由歐空局負責，將研究水星表面和內部成分，而“水星磁層軌道器”（MMO）則由JAXA下屬的宇宙科學(xué)研究所（ISAS）提供，將研究水星磁層。兩者疊放在一起，由“水星轉移模塊”（MTM）送往繞水星運行的軌道。在7年多的旅途中，MMO將由“MMO遮陽(yáng)罩與接口結構”（MOSIF）進(jìn)行遮陽(yáng)防護，而后者還將作為兩個(gè)軌道器之間的機械和電氣接口。
歐洲空間科學(xué)家將“貝皮科倫布”視為最具挑戰性的長(cháng)期行星探測項目之一，主要是因水星軌道距太陽(yáng)太近，令這顆行星難以派探測器造訪(fǎng)和從遠處觀(guān)測。據歐空局官員介紹，由于水星環(huán)境極具挑戰性，“貝皮科倫布”探測器有70%的技術(shù)是專(zhuān)門(mén)針對本次任務(wù)研制的。該局“貝皮·科倫布”項目經(jīng)理雷寧豪斯把繞水星做軌道飛行比作飛進(jìn)披薩烤箱。他說(shuō)，太陽(yáng)能帆板、熱控系統和防護涂層設計難度大是導致項目研制耗時(shí)很長(cháng)并幾度推遲的主要原因。該任務(wù)曾險些因發(fā)現探測器尺寸和項目耗資需明顯增加而被砍。探測器原計劃用俄聯(lián)盟STB/“弗雷蓋特”MT型火箭在庫魯發(fā)射。但相關(guān)部門(mén)2008年發(fā)現，因重量增加太多，需改用阿里安5ECA型火箭來(lái)發(fā)射。
“貝皮科倫布”探測器飛抵水星（效果圖）
科學(xué)家之所以希望研究水星，是因為其可為認識行星是如何形成的提供寶貴線(xiàn)索。歐空局此前的所有行星際探測器都是前往太陽(yáng)系相對較冷的地方，而“貝皮科倫布”是該局首次向“高溫”區域發(fā)送探測器。另外，與同太陽(yáng)漸行漸遠的外太陽(yáng)系探測器需要加速不同，“貝皮科倫布”需克服向太陽(yáng)靠近過(guò)程中越來(lái)越大的太陽(yáng)引力，也就是需要制動(dòng)。為此，這項任務(wù)要巧妙地利用地球、金星和水星本身的引力，并利用太陽(yáng)能電推進(jìn)（SEP）技術(shù)。當接近水星時(shí)，“貝皮科倫布”將利用水星引力和一臺常規火箭發(fā)動(dòng)機使自己進(jìn)入一條極軌道。入軌后，兩個(gè)軌道器將同巡航級分離，各自從軌道上開(kāi)展至少為一個(gè)地球年的觀(guān)測。
歐空局承擔了該項目總體預算中的大約13億歐元。有JAXA人員稱(chēng)，日方出資額約為這一數額的1/10。余下部分由承造各臺科學(xué)儀器的各國支付。MPO載有11臺科學(xué)儀器，而MMO的儀器數量是5臺。據歐空局科學(xué)項目主管吉梅內茲介紹，有12個(gè)歐空局成員國的30多家公司參與了該項目。除日本外，美國和俄羅斯也為這項任務(wù)建造了儀器。探測器研制工作由空客集團和泰雷茲·阿萊尼亞空間公司牽頭。空客該項目經(jīng)理謝克爾稱(chēng)，由于水星軌道極高的熱和太陽(yáng)輻射水平，探測器太陽(yáng)能電池陣研制工作花了同整星幾乎同樣長(cháng)的時(shí)間。7.5米長(cháng)的太陽(yáng)陣必須利用一個(gè)復雜的傾斜機構使電池片不直接暴露在陽(yáng)光下，從而使溫度保持在215攝氏度以下。探測器還必須針對來(lái)自水星本身的紅外輻射加以防護。
“貝皮科倫布”原定4月份發(fā)射，但因“水星轉移模塊”（MTM）在準備進(jìn)行熱試驗時(shí)暴露出重大電氣問(wèn)題，歐空局于2016年11月宣布將發(fā)射時(shí)間推遲到10月。這次6個(gè)月的推遲并不影響任務(wù)的科學(xué)回報，但飛抵水星所需時(shí)間將變成7.2年，抵達時(shí)間將是2025年12月，比原先的預計晚1年。探測器途中將進(jìn)行1次地球借力、2次金星借力和6次水星借力飛行。
Hash:fb7d043e14cbd6a959873c62f1eb04d91f44a411
聲明：此文由 裝備參考 分享發(fā)布，并不意味本站贊同其觀(guān)點(diǎn)，文章內容僅供參考。此文如侵犯到您的合法權益，請聯(lián)系我們 kefu@qqx.com