| 词条 | 行星际飞行器 |
| 释义 | 行星际飞行器interplanetary vehicle ，在行星际空间飞行的人造天体称为行星际飞行器，包括飞向和绕过行星的飞船﹑击中行星(硬着陆和软着陆)的火箭和行星的人造卫星等。行星际飞行器的运动基本上可以认为是在地球、太阳和其他行星的引力作用下的限制性多体问题。利用作用范围可以把它简化为几个受摄二体问题。 进行中的任务(Voyagers 1 和 2 旅行者1和2号 Galileo 伽利略号 Hubble Space Telescope 哈博天文望远镜 Ulysse NEAR 近地小行星会合计划（NEAR） Mars Surveyor Program 火星勘探者计划 Pathfinder 探路者号 火星探路者号 Cassini 卡西尼号 Lunar Prospector 月球勘探者号) 未来的任务(Mars Surveyor '98 火星勘探者98号 Stardust 星尘号 Europa Orbiter 欧罗巴公转器 Pluto-Kuiper Expre Muses-C Mercury Polar Flyby) 运动三个阶段与月球火箭类似，行星际飞行器大致也分三类：飞向、接近或绕过目标行星、击中目标行星(硬著陆和软著陆)和人造行星卫星。行星际飞行器的运动基本上可以认为是在地球﹑太阳和其他行星的引力作用下的限制性多体问题。利用作用范围可以把它简化为几个受摄二体问题。 行星际飞行器的飞行可分为三个阶段：（1）从地球附近发射到脱离地球作用范围前；它除了受地球的引力(包括地球形状摄动)作用以外，还受地球大气的阻力和月球﹑太阳引力的作用。它相对于地球的运动轨道接近于双曲线。这一阶段的飞行时间很短。（2）脱离地球作用范围后到进入目标行星作用范围前——过渡轨道，主要研究飞行器的日心运动，飞行器在太阳(有时还考虑某些行星)的引力作用下，相对于太阳的运动轨道基本上是一个椭圆。这一阶段飞行时间最长，是飞行器运动的主要阶段。（3）进入目标行星作用范围；这时飞行器在目标行星和太阳的引力作用下运动，它相对于目标行星的运动轨道接近于一条双曲线。如果要使飞行器成为行星的人造卫星或者在行星表面上软著陆，则需要利用制动火箭使飞行器减速。这个阶段持续时间也很短。有些飞行器是同时飞往几个行星的，例如“先驱者”11号﹑“水手” 10号和“航行者”2号等。这些飞行器的运动除了上述三个阶段外，当进入“过路”行星的作用范围时必须考虑这些行星的引力作用，直到完全脱离它们的作用范围为止，对于需要回收的行星际飞行器，它的返回轨道也经历上述几个阶段，只是过程相反，即把目标行星当作出发行星，把地球当作目标行星。 运动轨道行星际飞行器的运动主要是在轨道过渡阶段，这个阶段的轨道设计十分重要。选择什么样的过渡轨道以使能量消耗不大而飞行时间又较短的最优化问题，以及飞行中几次靠火箭推力换轨的轨道过渡问题，都是行星际飞行器动力学的重要问题。最节省能量的过渡轨道是日心椭圆轨道，它在近日点和远日点上分别与相应的两个行星的运动轨道相切，故又称双切轨道。这种过渡轨道是霍曼在1925年首先提出的﹐也称霍曼轨道。 霍曼轨道以太阳为一个焦点，远日点（或近日点）和近日点（或远日点）分别位于地球轨道和目标行星轨道上。轨道的长轴则等于地球轨道半径与目标行星轨道半径之和。沿著双切轨道运动的飞行器从地球到目标行星的飞行时间，是这个椭圆运动周期的一半。根据各个行星的平均轨道半径，求出从地球沿双切轨道向行星发射飞行器的速度V 和飞行时间△t 。用能量最省航线飞向远距离行星的时间太漫长，如飞向冥王星约需46年。为节省时间，需采用其他航线，或者在航程中用自备动力加速，或者借助其他行星的引力加速，但这样一来，其轨迹不再是单纯的椭圆、抛物线或双曲线了。 在实际应用中，为了克服火箭发射场地理位置的局限，飞向月球和行星的探测器一般先进入绕地球飞行的过渡轨道，然后在合适的方位上加速进入预定航线。为了便于修正轨道和节省燃料，在空间飞行中还设计一种驻留轨道，它们是围绕著地球和目标行星飞行的卫星轨道。 行星的运动轨道不是圆形，而基本上是一个椭圆，它们的轨道也并不在同一平面上，因此，行星际飞行器的运动实际上将更为复杂些。目前都用天体力学数值方法计算它们的轨道。 作用范围质量较小的天体周围的一个受引力作用的区域。它的边界一般取以为中心、半径长度为的球面，因此又称为作用球。设质量较大的天体M 和质量较小的天体之间的距离为A 。另一质点P 在m 的作用范围内时，主要考虑对它的引力，M 对它的引力则作为摄动力；P 在的作用范围外面时，主要考虑M 对它的引力，而以对它的引力作为摄动力。在近似讨论时，往往先忽略摄动力，将P 在和M 的引力作用下运动的三体问题简化为两个二体问题。 根据不同的需要，作用范围的半径ρ 有三种不同的取法： （1）以M 对P 点直接引力作为标准的作用范围半径取为这种作用范围又称引力范围。 （2）以对P 点的引力和摄动力大小之比作为标准的作用范围半径取为这就是通常所说的作用范围。 （3）以平面圆型限制性三体问题的拉格朗日特解L 到天体的距离为作用范围半径，近似地取为这种作用范围称作希尔范围，主要应用于天体演化学。 霍曼转移两个高度不同的轨道间转移经常用到的一种方式是霍曼转移，霍曼转移所用的轨道是一近地点在较低高度、远地点在较高高度的椭圆轨道。 因为充分的利用了星体引力产生的能量，所以这种转移所用到的能量最小。利用这一轨道航天器可以实现从低轨道到高轨道的转移，或从高轨道到低轨道的转移。(这里的高轨道、低轨道不特指某一高度的轨道)1925年，德国工程师奥尔特·霍曼博士推导出在两条倾角相同、高度相异的圆形轨道间转移卫星的最小能量方法，称之为霍曼转移。霍曼转移涉及两次水平加力机动。在圆形轨道中运动的物体受到正向水平推力时，开始从较低的轨道转移到较大的椭圆形轨道，加力点是这个椭圆的近地点。然后顺着该椭圆轨道，物体开始向远地点运动，当到达远地点时，开始了第二次加力仍为正向水平推力，使得轨道转移到远地点高度上的圆形轨道。同样高轨道到低轨道转移也是这样，只不过这时物体是从远地点向近地点运动，经历的是两次减速运动。 在低轨道向高轨道的霍曼转移中发生了两次加速，可能会认为高轨道的运动速度要比低轨道快，这与提过的高轨道的运动速度慢于低轨道运动速度是矛盾的。不要忘了在进行霍曼转移时，近地点的运动速度要小于远地点速度，当到达远地点时运 动速度已经较原来的圆形轨道速度小了很多，并且不足以维持在这一高度的圆形轨道运动，所以还要进行加速，但加速后的速度还是小于低轨道上的运动速度。至于高轨道到低轨道的转移，你也可以分析一下。霍曼转移虽然所用到的能量最小，但它是以牺牲时间为代价的。要实现更快的转移需要更多的能量，消耗的推进剂增多。在实际的飞行中，采用霍曼转移还是快速转移实现轨道转移是由任务决定。如果执行救援任务，需要争取时间，那么采用霍曼转移就不合适了。 过去的任务Luna 2 月球2号 于1959年撞上月球 (苏联) Luna 3 月球3号 于1959年首次获得月球远端照片 (苏联) Mariner 2 水手2号 于1962年12月成为第一艘成功低空飞越金星的探测器，发回的信息证明金星是个炽热的星体（华氏800度，现在修正为900度），且被厚云似的二氧化碳大气覆盖。Mariner 3 水手3号 1964年11月5日升空，在进入行星际空间后因保护性覆盖物无法弹出导致失踪。由于无法用太阳能板吸收太阳能，探测器不久也因电池电能用尽而失效，至今它还在绕太阳公转。它本来是为了同水手4号一同飞越火星而发射的。 Mariner 4 水手4号 水手3号的姐妹探测器，于1965年到达火星，在路过的途中拍摄了火星表面22张近距照。探测器发现了那里是个环形山世界，大气层比预计的稀薄得多。科学家由此总结出火星无论是从地质学还是生物学角度看，都是一颗“死”星。 Mariner 9 水手9号 发射失败的水手8号的姐妹探测器，于1971年成为第一艘绕火星公转的飞行器，第一次传回了大量有关这颗红色星球的信息，包括火星表面的巨火山，大峡谷体系，及水曾在该星球上流动的证据。这艘探测器也给火星的两颗小卫星Phobos和Deimos拍了几张近距照。 Apollo 阿波罗号 6个人造登月机，并在1969-72年间采回了月球月岩样本。 Luna 16 月球16号 于1970年将月球月岩样本自动采回地球(苏联) Pioneer 10 和 Pioneer 11 先锋10号与11号 先锋10号于1973年成为第一艘飞越木星的飞行器，紧接着是先锋11号于1974年。然后，它们于1979年相继成为第一批研究土星的探测器。先锋们也是用来测试通过小行星带与木星巨磁场的生存率的。事实看来，小行星带实在是小菜一碟，但它们却差点被木星磁场中的离子炸裂。这个情报使得后来的旅行者计划的形势十分严峻。先锋11号的RTG动力系统损坏，它与地球的最后一次联系是在1995年11月。先锋10号尚且工作正常（但也快了），但由财政预算的减少，已无法对它进行常规的跟踪。最后一次从它那里获取数据是在1997年3月31日。它们将成为第一批进入星际空间的飞行器。 （先锋计划已于1997年3月31日正式终止，虽然美国方面仍不定时地与它进行联系。） 当它俩离开太阳系时，将把带有的一幅6*9英寸的金匾弹出至飞行器主框架。 Mariner 10 水手10号 借金星之引力协助于1974年到达水星。该探测器率先以紫外线发回了金星大气近距照，揭示了许多早先未见过的云质覆盖物的细节，并发现整个云层系统每4个地球日绕行星一周。水手10号在能量用完之前，在1974到75年间作了三次飞越水星的飞行。飞行揭示了水星是个表面环形山密布的世界，质量比原先估计的大得多，看来它有一个占有它全部质量75%的铁质内核。 Venera 7 于1970年成为第一艘在另一个行星表面（金星）上发回数据的探测器。 Venera 9 1975年，在金星上进行了软着陆，发回了表面的图片(苏联)。是第一艘在另一个行星上着陆的飞行器。 Pioneer Venus 金星先锋号 轨道飞行器与四个大气探测器；于1978年制作了第一张金星表面高分辨率地图。 Viking 1海盗1号 于1975年8月20日在佛罗里达的堪培拉海角由TITAN 3E-CENTAUR D1型火箭发射升空。探测器于1976年6月19日进入火星的轨道，着陆装置于1976年7月20日在Chryse平原斜坡着陆成功。接着，它立即投入了事先编好程序的寻找火星微生物的工作中去（人们仍在争论：火星上是否有生物存在）， 并发回了难以置信的周景全彩色图。科学家由此知道了原来火星的天空是略带桃粉色的，并非是他们原先所想的暗蓝色（天空是粉红色，因为稀薄大气中的红色尘粒反射太阳光所致）。着陆器在一片红色沙地上着陆，大圆石向四周延伸，使得它的照相范围最远。 Viking 2 海盗2号 于1975年9月9日发射，于1976年8月7日进入火星轨道，1976年9月3日触地于乌托邦平原。完成同它姐妹探测器一样的任务，意外地，地震检波器的正常工作使它记录了一次火星地震。海盗着陆器1号于1982年11月11日作了最后一次数据传输，JPL的控制者们花了6个半月仍然无法同它恢复联系。全部任务于1983年5月21日结束。 Voyager 1 旅行者1号 旅行者1号于1977年9月5日升空，于1979年3月5日飞越木星，1980年11月13日飞越土星。旅行者2号于1977年8月20日升空（早于1号），1979年8月7日飞越木星，1981年8月26日飞越土星，1986年1月24日飞越天王星，1989年8月8日飞越海王星。外层行星每189年呈一弹弓形，旅行者2号充分利用这一优势。旅行者1号原则上也可以，不过JPL为了让它在路中接近土卫六泰坦，直接向冥王星飞去，两次探测器活动之间，我们有关这四颗巨行星及它们卫星的知识大幅扩展。旅行者1及2号发现木星的大气动力结构、闪电、极光极复杂，还发现了三颗新卫星。2个最大的惊人点则在于：木星有光环，木卫一有活跃的硫火山，在朱庇特磁层中产生了重要效应。当两艘探测器到达土星时，它们发现了1000多个小光环和7颗卫星，包括预计中存在的保证光环结构稳定的牧羊卫星。气候与木星的相比较相当稳定：宏大的喷射流很少有分叉（一个长达33年的白点/圆带被发现），土卫六的大气烟雾腾腾，土卫一的出现也很令人吃惊：一次剧烈的星球碰撞使它的外形像颗死星。大惊奇在于光环的奇怪外观：穗状、带状、轮辐状，出乎意料，无法解释。 Voyager 2 旅行者2号 由于工程师与程序员的努力，使它得以继续前往天王星和海王星的任务。天王星外观为单色，奇怪的是它的磁场轴与它本已偏斜很大的自转轴之间的偏斜也很大，使得它的磁层很怪。天卫一上发现了冰海峡，天卫五则是一个奇怪地形的拼凑物。发现了10个卫星及多于1个的光环。 与天王星比较起来，海王星的气候十分活跃，云的形状多种多样。一个光环上的光环弧成为一个个亮片。另外又发现其他6颗卫星，2个光环。海王星的磁场轴也很倾斜。海卫一外观如有角的放大镜，看起来有不少喷泉。如果没有未预料的失败发生，我们将能在与它们保持联系，直到2030年。两架飞行器有大量的联氨燃料。旅行者1号的推进剂能使用到2040年，2号的能用到2034年。限制因素则在于RTG(放射性同位素热电产生器)。到2000年前，UVS (紫外线分光计) 仪器的动力将耗尽。到2010年，剩余的动力使得所有的场与粒子仪器无法同时工作。这时，一个能源共享方案将被执行，使得场与粒子仪器中的一些与另一些轮流工作。飞行器能在这状态下持续工作约10年。到最后，能量可能太少，以致无法正常维持飞行器的工作。 Vega 国际计划 VENUS-HALLEY（金星－哈雷），于1984年发射，带有一个轨道飞行器和一个着陆器，做了一次接近哈雷彗星的飞行。 Phobos 1988年由苏联发射的两艘飞行器。一个没有迹像地失败了，在第二个失败前只发回了少量的图片。 Giotto Giotto 于1985年7月2日由ESA的Ariane-1发射升空， 于1986年3月13日到达距哈雷彗星内核仅540千米（上下误差40千米）处。飞行器带有10个仪器，包括一个多色照相机，传回了一点数据，不久便由于接近目的地而被关闭，连接暂时中断。由于高速中遭尘灰冲撞，飞行器损坏严重，进入预期位置并固定后不久便宣告进入冬眠状态。1990年4月，Giotto重被激活。3个仪器仍可操作，4个被部分破坏但已无法使用，剩下的，包括那个照相机，已完全不可用了。1990年7月2日，Giotto邂逅了地球，于1992年7月10日被重定位于飞向Grigg-Skjellerup彗星。 Clementine 克莱门特号 弹道防卫组织(SDIO前身)与NASA的联合任务计划，为BMDO进行飞行测试Lawrence Livermore开发的传感器。飞行器由海军调查实验室制造，1994年1月25日升空，在月球上空进行为期2月的425千米到2950千米的公转，任务为制地图。飞行器上有UV和mid-IR制图机等仪器，还包括一个激光雷达制图机，用来获取月球的中纬度海拔数据。5月的早些时候，科学家打算让飞行器飞离月球轨道来飞过小行星1620 Geographos，但一个失败阻止了这个试图。 地面控制者恢复了对飞行器的控制，它的未来探索任务还在考虑中。 Mars Observer 火星观察者号 火星轨道飞行器，有一个分辨率为1.5米/点的摄像仪。1992年9月25日由Titan III/TOS助推器发射成功。当它于1993年8月21日正准备进入火星轨道的时候，联络中断。飞行器任务被近取消(事后分析)。火星全球堪探者号，一个替代任务完成了MO应完成的大部分科学任务，它于1996年11月升空。 Magellan 1989年5月发射，给金星表面98%的地方制作了地图，分辨率为300米，还给这颗行星做了95%的重力场图。它最近正在进行为期80天的空气制动工程，来降低公转高度与减缓公转速度。它已完成了雷达制图工作与重力数据收集。在1994年秋天，在它的放射性同位素热电产生器的预期寿命到来之前，它被故意发往金星大气，做进一步的空气制动研究，为今后的任何节约大部分燃料。 Mars 96 火星96号 一个大型的轨道飞行器，含有几个着陆机，原先被称为火星94号。1996年11月17日发射失败。（原来的96号令人注目了一会儿，直到不久后火星98号计划宣告取消。）(更多的信息 来自 MSSS 及 来自 IKI (俄罗斯)) 进行中的任务Voyagers 1 和 2 旅行者1和2号可在被操控下继续工作15年以上，在此期间在空间中穿梭直至飞出太阳系。普遍认为，在放射性同位素热电产生机失效前，旅行者们能工作至2015年。它们的飞行路线是冥王星外无行星的证据。它们下一步的科学发现在于找到太阳大气边缘的确切位置。太阳大气边缘的低频率放射现象能用来帮助旅行者确定它的位置。旅行者们都使用它们的紫外线分光计来给太阳大气边界制图，并研究接受到的星际风。宇宙射线探测器监测到了来自太阳大气外发来的宇宙射线的能量光谱。 旅行者1号已超越了先锋10号飞行器，是目前人造物体中距地球最远的。 Galileo 伽利略号木星的轨道飞行器及大气探测器，现正处于木星轨道上。它将对木星的卫星作进一步的探测。它现已进入木星的大气中，将提供我们有关这颗红色巨型气态星球的直接数据。 伽利略号在飞往木星的路上已发回了两颗小行星951 Gaspra和243 Ida的分解照片，它也在它独特的视角传回了撞击木星的苏梅克列维9号彗星的照片。 展开高收益天线(HGA)的努力被放弃，低收益天线大约只能每秒传输10个位数据。JPL原先准备了一个备用计划，在深空网络（Deep Space Network）的飞船中使用增强型接收天线和高压缩率数据（类JPEG的图片压缩方法，一种用仪器达到的近无损压缩方式）。由于低收益天线的低速，伽利略号只完成了原先科学观察的70%。同时朱庇特气候影响强烈，使得它受折磨不少。 Hubble Space Telescope 哈博天文望远镜1990年4月发射上空，1993年12月接受调整修理。哈博能在很长一段时间内提供照片和光谱。这成为行星探索中获得更高分辨率数据的重要的另类因素。比如说，最近来自哈博的数据显示现在的火星比海盗号任务期间的更冷更干燥；哈博望远镜有关海王星的数据显示它的大气面貌变化迅速。它是为了纪念美国天文学家爱德华·哈博而命名的。在太空望远镜科学研究所可以得到更多有关哈博的信息和照片。哈博的最新图片经常有规律地被公布。 Ulysse现在正在调查研究太阳两极地区（欧洲太空总署/NASA）。Ulysses是在1990年10月由发现号太空飞船发射升空的。在1992年2月，它受到木星引力的提升，而脱离了黄道平面。它现在已经完成了观测太阳两极这个主要任务。它的任务已经延伸到另一个范围，那就是观测在太阳黑子活动最大期中太阳的两极。它的远日点为5.2天文单位，令人惊奇的是，它的近日点大约是1.5天文单位－－那就对了，一个研究太阳的飞行器一般离太阳比地球离太阳远。期待它能提供对研究太阳磁场和太阳风的更好的数据。 Wind 在1994年11月1日发射之后，NASA的Wind卫星将占据太阳与地球之间的有利位置，给科学家们提供一个极好的被认为是研究太阳风的巨大的能量和动量流动的机会。这次任务的主要目标是测量由某种方式传递到地球外围空间的太阳风的质量，动量和能量。尽管以前的有关这巨大传递本质的太空计划已经使人了解到许多，但是在科学家理解行星大气层在太阳风下作出变化反应的方式前，从地球外围空间的一些关键区域搜集大量详细的信息还是十分必要的。 这次发射也是第一次俄罗斯的仪器装在美国的太空飞行器里。这是由俄罗斯Ioffe协会提供的Konus Gamma射线分光仪。它是两部在Wind上的仪器之一。它是研究宇宙gamma射线的冲击，而不是太阳风。还有一个法国仪器也在飞船上。起初，这颗卫星在月球引力场的帮助下将会绕着地球运行在一个8字形的轨道上。它离开地球的最远点将达到990000英里（1600000千米），它的最近点也至少要有18000英里（29000千米）。 任务拉下来就是Wind太空飞行器将从地球逆流而上插入太阳风的一个特别的晕环里，待在一个允许Wind在太阳和地球维持的特定距离。（大约是离地球930000到1050000英里，或者说是1500000到 1690000千米）。 NEAR 近地小行星会合计划（NEAR）保证能回答有关诸如木星和火星轨道间的小行星以及彗星等近地天体本质的基本问题。在1996年2月17日NEAR太空飞行器装载在Delta 2火箭上发射升空，它应该在1999年的一月初抵达环绕小行星433 Eros的轨道上。它接着将在近15英里（24千米）高空对岩体进行为期至少一年的观测。Eros是运动轨道穿过地球路径的小行星中最大和最佳观测的小行星之一。这些小行星与在火星和木星之间巨大的环形轨道上环绕太阳运行的无数的“主带”小行星关系十分密切。 Mars Surveyor Program 火星勘探者计划火星全球勘探者是新的为期十年的火星遥控探索计划的第一项任务。这被叫作火星探索计划。每26个月一系列活跃的轨道环绕器和降陆器将被发射升高，因为此时火星运行到与地球的一直线上。这项计划是担负得起的，每年化费1亿美元左右。向公众保证提供最新的火星全球的和特写的图片。随着前缘空间技术的发展，可得到更高的科学价值。火星全球勘探者将成为环绕火星两极的太空飞行器。它被设计提供地表地形的全球地图，矿石的分布和全球气候的检测。在1996年11月7日它同Delta II一次性火箭从Fla.的Canaveral海角发射升空。这个太空飞行在一个环绕火星的黄道轨道上。在那年，推进器点火和空中制动技术将被用来到达火星的极冠上空的近乎环型的预定运行轨道。空中制动，它是由Magellan计划开创的一项技术，利用大气阻力来使太空飞行器减速，使它到达最终的预定轨道。这将提供一个减小到达火星低空运行轨道所需燃料的方法。预订的操作期待从1999年3月开始。这个飞行器每两小时环绕火星一周，保持一个“太阳同步”轨道，这会使每张图片中太阳与水平面的夹角是一个定值，让正午的阳光投射出的阴影使地表的地形特别醒目。这太空飞行器将载着一部分火星观察者仪表箱，用这些仪器在整整一个火星年里获取火星的数据。一个火星年相当于差不多两个地球年。这个太空飞行器将在接下来的三年里作为美国和国际降陆器的数据中继站和低空探测器。国际合作，共同研究和调整配合有利于实现计划的所有任务。不远的将来，1998，2001，2003和2005年降陆器可以利用1996年发射的火星探路者号Pathfinder降陆器的经验。在1998年和2003年的一些时机，一些小型环绕器将发射升空，它们带着火星观察者曾负载的仪器充当将来国际任务的数据中继站。火星全球勘探者飞行器将从工业界通过具有竞争性的征购中取得。科学仪表箱将作为政府保证装备被提供。它将复制火星观察者号上的仪器。这个仪表箱包括火星轨道摄像机，热量发射分光仪，超稳定振荡器，激光高度计，磁力计/电子反射仪和火星中继系统。喷气推进实验室将为NASA的太阳系探索部门完成这个项目，提供这项任务的设计方案，指导和完成任务的操作。跟踪和数据收集将由世界范围的深层空间网络的一个34米子网络提供。从发射开始的30天火星全球勘探者的项目就将花费将近1.55亿美元。 Pathfinder 探路者号 火星探路者号（从前被称作是火星环境调查号或MESUR号或探路者号）是第二个NASA的低成本的行星发现任务。这项任务由一个固定着陆舱和一个像旅居者一样的地表漫游器组成。这项任务的最初目的是证明用低成本着陆和在火星表面探索的可行性。通过对漫游器和降陆器，降陆器与地球信息的测试，以及对图象设备和传感器的测试，这个目标就会达到。它的科学目的包括进入大气层科学，远距离和近距离的地表图象。它载着为进一步探索而进行的火星环境的特点描绘的目标而前进。这个飞行器将不进入环绕行星轨道而进入火星的大气层并在火星上降陆。下降时它带着降落伞装置，火箭和空气袋，并进行大气测量。在着陆前，太空器会被三个三角形的嵌板（花瓣）包围起来。它们在着陆后会展开到地面上。 火星探路者号在1996年12月4日发射升空，于1997年7月4日成功地着陆在火星上。 Cassini 卡西尼号土星的公转轨道飞行器和土卫六的大气探测器。卡西尼号是NASA/ESA的联合项目。这项目是设计用它的卡西尼土星环绕器和惠更斯土卫六探测器完成对土星系统的探索。卡西尼号在1997年10月15日装在IV/Centaur上发射升空。在到达土星前，卡西尼号将经过二次金星引力加速，地球与木星各一次加速（一个“VVEJGA”轨道(Venus Venus Earth Jupiter Gravity Acceleration)）于2004年的7月1日到达土星。等到抵达，卡西尼号飞行器将进行一些调动使它进入环绕土星的轨道。到最初环绕的结束，惠更斯探测器从环绕器上分离，下降穿过土卫六的大气层。在探测器进入并穿过多云的大气层到达表面的过程中，环绕器将持续三小时传探测器的数据到地球。在完成了探测器的任务后，环绕器将连续作为期三年半的环绕土星系统的旅行。土卫六的同步轨迹将允许它大约35次飞经土卫并把飞经土卫八，土卫四和土卫二作为目标。这次任务的目标有三个：进行土星大气光环和磁层细致的研究工作，对土星的卫星进行近距离的研究，并且描绘土卫六大气层和地表的特点。 像绝对成功地飞经Ida 和 Gaspra那样在出发途中飞经小行星的早期伽利略号计划被通过是为了减小开支。 土卫六最吸引人的方面之一是它的表面可能部分覆盖液态烃形成的湖。这项结论是通过上层大气的光化学作用得到的。这些烃类凝结成一个全球性的烟雾层，最后像下雨一样落到地面上。卡西尼号环绕器用飞行器中的雷达射过土卫六的云层，确定是否在地表真的存在液体。在环绕器和进入的探测器中进行的实验将调查研究造成这独特大气层的化学变化。 Lunar Prospector 月球勘探者号月球勘探者号，是近30年来到月球的第一项NASA项目。它在1998年6月6日发射升空，在一个月里，它将开始对有关月球和它的资源、结构、起源的长期困扰人的问题作出解答。 未来的任务Mars Surveyor '98 火星勘探者98号火星勘探者98号是下一代送上火星的飞行器。 是由1998年12月10日发射的环绕器和1999年6月发射的着陆器组成。在火星全球勘探者号和火星探路者号任务得到的信息的基础上，火星98任务将使见识继续增长。1998年的探测者计划的科学主题是“挥发物和气候历史”。1999年9月23日火星勘探者98号的公转轨道飞行器将到达火星，着陆器将在1999年12月3日降落。 着陆器将在南极附近着陆，它安装的摄像机和机械臂及仪器用来鉴定火星土壤的组成。在着陆器的背上有两个小型的显微镜，它将穿过火星的岩层去探测冰水。着陆器的科学装备包括火星挥发与气候探测者（MVACS）综合着陆仪表箱，火星下降图象器（MARDI）和由俄罗斯太空总署的太空科学学会提供的大气激光雷达实验器。综合着陆仪表箱包括一个地面立体影像机同火星探路者号的遗留物；一台气象学设备；一个用仪器组装的机械臂，用来采取样本，处理土壤和对地表和岩层进行近距离摄像；研究导热与演化的气体分析实验仪，为了确定火星土壤中的挥发性物质的本质与含量。 在着陆器降落到地面的过程中得到的图象将确定降落地点地质学和物理学的关系。大气激光雷达实验器将确定着陆点上空的火星大气中的粉尘含量。 Stardust 星尘号计划中于1999年2月发射，星尘号将飞得很靠近彗星并有史以来第一次从彗尾中带回物质到地球，以供全世界范围的科学家进行分析。计划是在2004年飞经Wild-2彗星，并在2006年返回地球。 Europa Orbiter 欧罗巴公转器作为NASA的冰火计划(Ice and Fire Preprojects)前奏的一部分，派一艘飞行器到欧罗巴木卫二的任务正开始安排。它是为了测量表面冰层的厚度，并去发现可能存在的隐藏着的液态大洋。运用一个名叫雷达测深器的仪器发出无线电波穿过冰层，木卫二环绕器的科学飞行器将能探测冰和水的分界面，可能在地表以下1千米处。其他的仪器将展现地表的细节和内部层次。这个任务将是派去“hydrobots”或是可以融化并穿过冰层去探索海底范围的潜水艇前的前期任何。 Pluto-Kuiper Expre(即冥王星直达号或从前的冥王星快速飞越号) 对至今从未访问过的冥王星进行短暂的、迅速的、成本相对较低的最初观察。如果1998年开始被许可批准，它可能在2001年发射升空。需要发射两个自重小于100千克的太空飞行器，在2001年用土卫六IV/Centaura或质子火箭推进器升空（可能需要额外的固体反冲平台），在2006年到2008年会遇到冥王星和Charon冥卫一（这得看路径的选择）。飞经时速度将达到12到18千米每秒，数据将在短暂的相遇时记录在探测器上，然后在下一年甚至以后慢慢传回地球（这是由于能量低，天线尺寸小和远距离造成）。俄罗斯的检查大气层的"Drop Zond"探测器也将包括在内。 科学目的包括绘制冥王星和Charon卫星的全球地质地貌。在每个天体的两边绘图，并描绘冥王星的大气层（当冥王星远离太阳时，大气层会凝结起来，所以很早发射并尽量减小飞行时间很苛刻就是为了这个目的）。7千克的食品装置可能包括一个CCD图象摄影机，IR绘图分光仪，紫外线分光仪，和无线电科学掩星实验器。 这个PFF飞行器是现代规格的外太空发射台的高度缩小的产物，打破了伽利略号和卡西尼号这类日益复杂、昂贵的探测器的趋势。由设计者写的一篇有关PFF的文章 ，登在1994年9月和10月刊的《行星报道》上，这里是一份来自行星研究界每两月的新闻信件。 这个项目的资金要多少还不能确定。 Muses-C由日本管理的任务将从一个小行星上收集样本并带回地球。这个创新的任务将运用新的航天技术，包括太空电力推进器，为了把一个太空飞行器送上4660 Nereus小行星并释放一个JPL研究的漫游者到小行星的表面，它的大小同一个皮鞋盒的差不多。Muses-c飞行器也将点燃插入小行星的易爆物，收集从冲击中喷射出的样品，然后把样品装在一个容器中带回地球供实验室研究分析。这个任务预计在2002年发射上空。 Mercury Polar Flyby飞越水星极点 作为对水星重新关注的结果，有两项相关计划在向可能的发现舱任务发展。发现号是NASA的以“更便宜、更好、更快”为宗旨的太阳系探索飞行器。这些任务的总共花费被控制在1.5亿美元。这两项水星计划的飞行器是飞近水星磁极的探测飞船（MPF）和Hermes（赫尔墨斯，水星环绕器）。MPF的仪器包括一台中子分光仪（水的探测）和复式极化雷达（岩层冰体的探测）及摄像机（拍摄水手10号不能拍摄的磁场和半球图象）。我们相信飞近天体进行探测的宇宙飞船计划是更便宜、更具技术性的可行性方案。MPF被设计只在远日点同水星相遇数次。在远日点一个飞行器只要承受相当于4倍的太阳与地球间的热量变迁。水星的轨道是偏心的以至于在近日点有11倍变迁。一个环绕器不得不承受这样的条件，这需要精心的（昂贵的）冷热防护系统。Hermes是JPL和TRW共同奋斗的结果。如果这能被批准，它将在1999年发射升空。 行星际空间探测利用航天器对行星进行的各种探测。多年以来，人类隔着大气远距离观测行星，不能对行星进行深入研究。行星和行星际探测器为行星研究打开了新的局面。行星探测从20世纪50年代末就开始，80年代后期90年代初各国又陆续发射了各种行星探测器。探测的方式有：①在行星近旁飞过拍摄照片，测定其辐射和磁场，如水手4号拍摄了火星第一批照片。②在行星表面硬着陆，直接探测行星大气温度、气压等数据，如金星4号探测器。③绕行星飞行，成为行星的人造卫星，从而对行星进行较长时间的探测，水手9号火星探测器，火星2、3、5号探测器，先驱者-金星1号探测器。④在行星上软着陆、对行星表面进行细致分析与探测，如海盗1、2号火星探测器 、金星7～16号探测器。通过这些观测，加深了对行星的地质、地貌、磁场、辐射带、大气成分等认识，证实火星和金星上并无地球上生命形式的存在。 20世纪60年代初期，美国和苏联发射了多种行星和行星际探测器，分别探测了金星、火星、水星、木星和土星，以及行星际空间和彗星。探测器离开地球时必须获得足够大的速度才能克服或摆脱地球引力，实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道运行，就可能与目标行星相遇，或者增大速度以改变飞行轨道，可以缩短飞抵目标行星的时间。为保证行星和行星际探测器的进入预定轨道正常工作，需要探测器自主控制飞行轨道，并解决低数据率极远距离传输问题，同时需要利用空间核能源进行能量供应。 空间探测既包括对地球空间范围的探测，也包括对月球，行星和行星际空间进行探测。对地球以外的空间探测的主要目的是：研究月球和太阳系的起源和现状，通过对太阳系各大行星及其卫星的考察研究，进一步揭示地球环境的形成和演变情况；认识太阳系的演化，探寻生命的起源和演变历史，利用宇宙空间的特殊环境进行各种科学实验，直接为国民经济服务。 空间探测器装有科学探测仪器，执行空间探测任务。空间探测的主要方式有：（1）在近地空间轨道上进行远距离空间探测。（2）从月球或行星近旁飞过，进行近距离探测。（3）成为月球或行星的人造卫星，进行长期的反复观测。（4）在月球或行星及其卫星表面硬着陆，利用着陆之前的短暂时间进行探测。（5）在月球或行星及其卫星表面软着陆，进行实地考察，也可将获取的样品送回地球进行研究。（6）在深空飞行，进行长期考察。 八十年代末，美国发射了科学仪器更加先进的“麦哲伦”号金星探测器和“伽利略”号木星探测器；九十年代，又发射了月球探测者、火星探路者、火星全球勘测者、星尘彗星探测器等等。 |
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