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重型猎鹰首次发射深空探测器!灵神星将探索近似地核的大铁球

发布日期:2023-10-12 访问量: 来源:天博·体育(中国)官方网站

  

三种无线通信系统,重型猎鹰首次发射深空探测器!灵神星将探索近似地核的大铁球

  以便航天器能够完成其测绘需求。后者名称来自古希腊灵魂女神“普赛克”(Psyche)。并继续评估小行星的磁场和重力,“灵神星”主要任务预计将于2031年11月1日结束。由于探测器在B轨道运行期间,因此该轨道任务被分为B1和B2两部分,小行星阳照区逐渐缩小,任务将持续约92天到2030年1月下旬。“灵神星”任务团队在主要任务结束时额外增加了67天的时间,此外,为意外的运行需求或科学收集提供额外的时间。航天器从轨道A经过17天转移飞行,

  北京时间2023年10月13日22:19,“灵神星”(Psyche)小行星探测器将由“重型猎鹰”运载火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心LC-39A工位发射升空,星箭分离后,探测器将前往火星与木星之间小行星带中的“灵神星”抵近探测。

  “灵神星”(Psyche)探测器的目的地是位于火星与木星之间小行星带外侧的“灵神星”,由意大利天文学家安尼巴莱·德·加斯帕里斯(Annibale de Gasparis)于1852年首先发现,因为它是被发现的第16颗小行星,所以有时被称为16“灵神星”(16 Psyche)。“灵神星”距离太阳的距离大约是地日距离的3倍。

  “灵神星”探测器使用Maxar 1300改进型平台,推进系统主动力采用电力推进系统,配备4台氙气工质霍尔效应推进器,单次运行单台推进器,单台推力240毫牛顿,配备七个约82升的氙推进剂贮箱,推进剂总质量1085千克;辅助动力采用氮气工质冷气推进系统,配备12台小型推进器,配备3个82升的加压氮气推进剂贮箱,推进剂质量约46千克。能源系统配备2块5面板“十”字形太阳翼,在离开地球初期功率21千瓦,在绕小行星运行期间功率2.3至3.4千瓦。探测器配备3台任务专用仪器——伽马射线和中子光谱仪(gamma-ray and neutron spectrometer)、多光谱成像仪(multispectral imager)和磁力计(magnetometer)。此外,任务还将使用X波段无线电通信系统进行重力科学研究。

“灵神星”(Psyche)任务取名自任务目的地“灵神星”(Psyche)小行星,然后,期间将重点绘制小行星至少80%的地形和地质图,于2029年10月下旬进入高度303千米的B1轨道,

  “重型猎鹰”火箭为两级半三芯并联(CBC)构型,由芯一级、芯二级、与芯一级并排捆绑的两枚芯级模块助推器组成,箭长70米,助推器、一二级直径均为3.66米,起飞推力超过2280吨,地火转移轨道运力16.8吨。本发任务“猎鹰九号”起飞质量1433吨。

  美国航天局为“灵神星”任务的开发、发射和运行投入了约12亿美元,其中约1.31亿美元用于“灵神星”任务和深空光学通信(Deep Space Optical Communications,DSOC)技术演示发射服务。此外,开发和运营深空光学通信(DSOC)的成本约2.06亿美元。

  “灵神星”(Psyche)小行星探测器太阳翼展开长24.76米,宽7.34米,包含仪器帆桁(2米)在内航天器主体尺寸为4.9米×2.2米×2.4米,起飞质量2747千克,其中干质量1616千克。

  在持续26个月的运行周期内,“灵神星”探测器将先后在高度由高到低编号为A、B(含B1和B2)、C、D四个轨道运行。2029年8月至10月,探测器将运行在高度709千米的A轨道上,预计将持续约56天,将重点对小行星进行成像和测绘,同时进行磁场和重力测量。

  10月11日,执行“灵神星”(Psyche)小行星探测器发射任务的“猎鹰九号”运载火箭已经从总装厂房水平转运至发射工位,原定于10月12日22:16的发射由于天气原因推迟一天,发射窗口期持续到美东时间10月25日,每天只有一个发射时间。

  由于需要进行遥远的星际航行,“灵神星”探测器需要足够的运力和足够的速度增量,选择运力强大、运载效率高的“重型猎鹰”发射恰到好处。

  “灵神星”呈现长椭圆形,赤道剖面最大宽度280千米,长度232千米,整个球体表面积16.58万平方千米,接近南美洲国家乌拉圭的国土面积(17.62平方千米)。根据观测研究,该小行星很可能是岩石和金属的混合物,其中金属占其体积的30%至60%,是人类从未抵近观测过的金属小行星。根据研究,小行星演化自太阳系形成初期的微行星(Planetesimal),后者被认为是行星形成过程的半成品,而铁核被认为是水星、金星、地球、火星等类地行星(岩石行星)的核心,所以,研究“灵神星”将有助于人类了解太阳系岩石行星的起源。

  “灵神星”(Psyche)任务是美国国家航空航天局(NASA)发现项目(Discovery Program)的第14次任务,后者由美国航天局马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)管理。“灵神星”任务由亚利桑那州立大学(Arizona State University)领导实施,由加州理工大学为美国航天局代管的喷气推进实验室(JPL)负责任务的总体管理、系统工程、集成和测试以及任务运行,由马克萨技术公司(Maxar Technologies)提供太阳能电力推进平台及大部分工程硬件系统,并由美国航天局发射服务项目(Launch Services Program,LSP)负责管理发射服务、采购“重型猎鹰”发射。

  2026年5月,“灵神星”探测器将抵达火星附近并利用引力弹弓效应加速前往目标小行星。2029年7月下旬,“灵神星”探测器将被目标小行星捕获,探测器的飞行距离将达到约36亿千米。2029年8月至2031年11月(1日)TB天博(中国)官方网站三种无线通信系统,,航天器将执行其主要任务,绕小行星运行并收集科学数据。

  “重型猎鹰”发射“灵神星”时间线秒,发射任务将执行星箭分离,“灵神星”将进入地火转移轨道,开启漫长的转移飞行之旅。在地火转移过程中,2023年11月至2025年10月探测器将进行深空光学通信(DSOC)技术演示,将使用近红外激光器在地球和深空之间发送和接收测试数据,这是美国航天局首次在月球更远深空执行高带宽光学通信。

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