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“麦哲伦”号金星探测器

来源:互联网 责编:ldzldz 作者: 时间:2003-11-27

研制国家:美国

名称型号:“麦哲伦”号金星探测器

研制单位:美国航天局

造    价:4.13亿美元

现    状:已损毁

 

冷战期间,美苏展开太空竞赛,各自发射探测器对金星探测。此时美国先后发射了10个水手号金星探测器。1962年7月22日发射的第一个水手1号重202千克,带两块太阳能电池板,但因火箭偏离轨道,发射失败。一个月后的8月27日,水手2号发射成功,到12月14日从距金星34800千米处飞过,探测了金星的大气温度,从而揭开了人类探测金星的序幕。1967的6月14日起飞的水手5号,飞到离金星的距离只有4000千米的地方。最后一个水手10号探测器,是1973年11月3日发射的,它重503千克,携带有紫外线分光仪,磁力计,粒子计数器,电视摄像机等。1974年2月5日飞经距金星5760千米的地方,拍摄了几千张金星云层照片。美国水手号系列探测器飞越金星只能算作“走马观花”的考察。

直到1989年5月5日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机,将一个以16世纪葡萄牙航海家麦哲伦命名的探测器带上太空,并在5月6日把它送上飞向金星的旅途。这个麦哲伦号探测器重3365千克,装有一套先进的电视摄像雷达系统,能透过厚实的云层测绘出金星上一个足球场大小的物体图象。它经过462天的太空飞行,于1990年8月10日,飞临离地球2.54亿千米的地方对金星考察, “麦 哲伦”号探测器进入绕金星飞行的轨道,利用先进的成像雷达系统对金星全球进 行了详细的拍摄,还对金星95%的地区进行了高分辨率的重力测量。整个拍摄和测 量过程历时4年,取得了丰硕的科学成果。1994年10月12日,“麦哲伦”号探测器 进入金星稠密大气层,以试验一种新颖的空气制动技术,并获取金星稠密大气的 数据。探测器在进入金星大气后烧毁。这是第一次利用一个行星际探测器进行这种破坏性试验。

  1989年5月5日,“麦哲伦”号金星探测器在美国肯尼迪航天中心由“亚特兰蒂斯”号航天飞机携带升空。当航天飞机飞越太平洋上空时,“麦哲伦”号从航天飞机货舱内施放出来,约1小时后,推力达近4万公斤的两级“惯性顶级”火箭将其送上前往金星的轨道。“麦哲伦”号是美国11年来发射的第一个从事星际考察的探测器,也是从航天飞机上发射的第一个担负这种任务的探测器。

  这次“麦哲伦”号探测器主要考察任务是:更多地了解金星的地质情况,如表面构造、电特性等,并加以分析,研究火山和地壳构造以及形成金星表面特性的原因,更多地了解金星的物理学特性,主要是其密度分布和金星内部的力学特性,进一步了解金星表面物理学方面的知识。“麦哲伦”号探测器此次科学考察要进行几项实验项目:1.使用高分辨率的雷达,在243天(金星自转一周)的飞行中,对90%的金星表面连续成像;2.测量金星表面高度的外形,绘制金星全球地形图,其分辨率相当于合成孔径雷达距离鉴别力;3.确定金星重力场的特性。

  “麦哲伦”号探测器是一个重约5559公斤,采用三轴稳定的航天器。其运行中姿控制所用的电能与动能均由一对太阳能电池帆板和3个陀螺回转的动量轮来提供。从外形上看,探测器的顶部是推进系统,主要是球形固体火箭。中间是多面棱柱体的仪器舱,其表面装有温度控制窗以及扫描器、平衡航等,两个短形的太阳电池能帆板如同两把扇子插在探测器的“腰间”;探测器的底都是大型抛物面形的高低频增益无线。探测器上的电力由二个太阳电池能帆板和二个镍一幅电池组提供,二个太阳能电池帆板田面积总计约12.6平方米,它始终朝向太阳,在航天器对金星探测时,可提供1029瓦的电能。推进系统采用星-48型固体火箭发动机,它可为探测器进入统金星轨道提供动力。星-48型发动机总重约1820公斤,推进剂重约1718公斤,壳体重102公斤,装药比为0.94。为适应不同推力的需要,发动机可以调整装药量及其性能,装药量可以增加15%,推力可达约7000公斤。发动机采用金属外壳,三向编织碳-碳纤维喷管,真空比冲约为292秒。另外,该发动机具有“一机多用”的特性,当它作为航天飞机的“辅助推进舱”时,可将1052公斤重的卫星从倾角28.5度,高度为296公里的初始圆形轨道送入倾角27度、高度为296×35786公里的椭圆形转移轨道,如增加发动机装药,还可把卫星的重量增加到1247公斤。

  “麦哲伦”号探测器上采用了先进的合成孔径雷达,主要作用是成像,但也进行辐射测量等,其特点是精度高,可以360米以上的分辨率测绘金星,这样高的精度是以往探测金星的航天器所没有的。其扫描宽度25公里,高频增益无线直径为3.7米,该天线的作用是或供合成孔径雷达使用;或用于向地球发送数据。雷达系统重163公斤(无线除外)。该雷达系统由休斯飞机公司制造。此外,探测器上还装有一台测高仪,也使用高分辨率测量金星。此外,探测器上还携带有备用系统,万一出了差错,其备用的合成孔径雷达,低频增益天线以及计算机软件将重新调整并核查探测器系统,为了保证探测器安全可靠,其上还安装了两种星载错误保护系统装置,一种用于针对姿态控制,一种用于针对除姿控外的各种错误。姿控监测系统进行的全系统“健康”检查能查出造成反常现象的原因,并能确定补救方法。其它故障则由“麦哲伦”号指令与数据系统中的计算机软件作个别处理。