正文 第3章 空間探測器(2 / 2)

有些空間探測器在月球或行星表麵著陸或行走,需要一些特殊形式的結構,例如適用於在凹凸不平表麵上行走的撓性輪等。

空間探測器的任務

空間探測既包括對地球空間範圍的探測,也包括對月球,行星和行星際空間進行探測。對地球以外的空間探測的主要目的是:研究月球和太陽係的起源和現狀,通過對太陽係各大行星及其衛星的考察研究,進一步揭示地球環境的形成和演變情況;認識太陽係的演化,探尋生命的起源和演變曆史,利用宇宙空間的特殊環境進行各種科學實驗,直接為國民經濟服務。

空間探測器裝有科學探測儀器,執行空間探測任務。空間探測的主要方式有:1、在近地空間軌道上進行遠距離空間探測。2、從月球或行星近旁飛過,進行近距離探測。3、成為月球或行星的人造衛星,進行長期的反複觀測。4、在月球或行星及其衛星表麵硬著陸,利用著陸之前的短暫時間進行探測。5、在月球或行星及其衛星表麵軟著陸,進行實地考察,也可將獲取的樣品送回地球進行研究。6、在深空飛行,進行長期考察。

空間探測器的成果

空間探測的範圍集中在地球環境、空間環境、天體物理、材料科學和生命科學等方麵。自1957年10月4日第一顆人造衛星發射上天,到2000年全世界已發射了100多個空間探測器。它們對宇宙空間的探測取得了豐碩成果,所獲得的知識超過了人類數千年所獲知識總和的千百萬倍。

1958年1月31日美國發射成功第一顆衛星探險者1號,它首次探測到地球周圍存在一個高能電子、粒子聚集的輻射帶,這就是著名的範·艾倫輻射帶。

1958年末美國發射的先驅者3號探測器,在飛離地球10萬千米的地方又發現了第二條輻射帶。這是利用人造衛星和空間探測器最初探測的典型成果。

從1958年開始,人類用人造衛星、宇宙飛船、空間站和航天飛機等作為探測手段,對近地空間的環境,如地球輻射帶、地球磁層、太陽輻射、極光、宇宙線等進行了探測。

美國的“探險者”、“軌道地球物理觀測站”、“軌道太陽觀測站”係列,蘇聯的宇宙號、預報號、質子號係列中的一部分,中國的“實踐”係列等,借助攜帶的科學儀器,測量了地球大氣層、電離層、磁層的基本結構,測量了太陽光輻射譜、空間粒子成分、高能電子、高能質子和太陽磁場等參量及其變化,探測了各類現象之間的相互關係等。

通過對空間環境的探測和研究,為各類航天器的發射和飛行,航天員較長時間在太空生活,並實現太空行走和其他太空活動,提供了重要數據和安全條件。

從1959年開始,人類已經跨過近地空間到月球以至月球以外的深空進行探測活動。各種空間探測器相繼考察了月球,拜訪了太陽係的水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星以及“哈雷”彗星等。

其中對月球的考察最詳細,甚至派遣了航天員赴月球實地考察;對金星、火星不僅拍攝繪製了地形圖,而且還多次發射無人探測器在金星和火星表麵著陸進行科學考察。科學家由此初步揭開了月球和太陽係各大行星的不少奧秘,回答了過去天文學家們爭議不休的許多不解之謎。

從1960年美國發射第一顆天文衛星“太陽輻射監測衛星”開始,人類陸續發射了分別對X射線、V射線、紫外線和紅外線等進行觀測的天文衛星,它們突破了地球大氣層對天體輻射的阻擋,獲取了來自宇宙空間整個波段的電磁輻射,實現了高靈敏度和高分辨率的觀測,使對天體的觀測波段擴大到紫外線、X射線、V射線等地麵無法觀測的波段,從而不斷揭示出宇宙的真實麵貌。

各國的空間探測器

1959年1月蘇聯發射了第一個月球探測器——月球1號,此後美國發射了徘徊者號探測器、月球軌道環行器、勘測者號探測器。60年代以後,美國和蘇聯先後發射了100多顆行星和行星際探測器、分別探測了金星、火星、水星、木星和土星,以及行星際空間和彗星。其中有先驅者(美)、金星(蘇)、水手(美)、火星(蘇)、太陽神(美、德合作)等探測器。

美國在1972年3月發射的先驅者10號探測器,已在1986年飛越冥王星的平均軌道,成為第一個飛出太陽係的航天器。美國1989年5月發射的麥哲倫號探測器,於1990年8月後一直繞金星飛行,1991年發現金星仍存在地質活動。日本於1991年8月發射太陽-A探測器,用於觀測太陽活動。