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欧洲空间局水星探测器10月20日发射:探索极端之地

2018-10-19 12:10:44来源:新浪科技作者:任天责编:小白评论:

北京时间10月19日消息,欧洲空间局(ESA)负责贝皮可伦坡号(BepiColombo)水星探测器的团队刚刚完成了一次“彩排”,为10月20日的发射做好了准备。这次彩排在德国达姆施塔特的欧洲空间局欧洲空间业务中心(ESOC)进行,是发射前最后一个重要步骤。

▲欧洲空间业务中心的任务控制团队正在进行模拟发射的演练

来自任务操作、飞行动力学、地面台站和软件系统等方面的专家,与来自科学和管理团队及制造商的代表聚集在一起,共同为这次独一无二的复杂任务进行最后倒计时和发射的演练。欧洲空间业务中心主控制室的工程师进行了一整天的工作,模拟贝皮可伦坡号的发射过程,维护数据,并与欧洲空间局空间发射场(位于法属圭亚那的库鲁)及各个地面站的同行保持语音联系。

真正的倒计时将在欧洲中部夏令时间10月19日晚上8点(北京时间20日凌晨2点)之后开始,发射时间定于10月20日凌晨3点45分(北京时间上午9点45分)。届时,阿丽亚娜-5(Ariane 5)运载火箭将从库鲁发射升空,运送贝皮可伦坡号前往水星。

前往极端之地

“水星是一颗极端的行星,到达那里需要同样极端的技术、导航解决方案和专业操作技能,”欧洲空间业务中心任务运营负责人保罗·费里(Paolo Ferri)说,“探测器离开地球之后,将在7年内飞行90亿公里,以每秒60公里的最高速度进行9次行星飞掠,最终到达内太阳系中被探索最少的那颗行星。”

▲信使号(Messenger)探测器拍摄的水星

在此次彩排之前,任务团队已经进行了4个月的模拟训练,对贝皮可伦坡号水星探测器飞行控制的所有阶段进行了演练,包括如何处理各种意外事件。任务控制人员通过一条类似脐带的电缆与探测器连接,完成了这次测试。这条电缆会在在发射之前几分钟断开。

在地球与太空之间

在任何太空任务中,飞行的最初几个小时和进入太空的最初几天是最为关键的时期。从发射到探测器在预定轨道上稳定运行,贝皮可伦坡号将处于工程师们所说的“发射和早期轨道阶段”(Launch and Early Orbit Phase,LEOP)。在这一阶段,探测器将逐渐启动并进行系统检查,以确保一切正常运行。

“在这个时间节点,我们处于地球和太空的交界处,”贝皮可伦坡号探测器运营经理艾尔莎·蒙塔尼翁(Elsa Montagnon)说,“探测器的关键部分,比如推进器或太阳帆,都必须在脱离运载火箭之后、地面团队完全接管控制之前尽快启动。在此之前,探测器的功能无法完全运转。”

▲贝皮可伦坡号发射后与运载火箭的分离(想象图)

在升空大约26分钟后,贝皮可伦坡号将与阿丽亚娜-5运载火箭的上面级分离,10分钟之后,欧洲空间业务中心的任务团队将热切地等待来自这个星际探测器的第一个信号。之后,贝皮可伦坡号将独自航行。

这一“信号采集”(Acquisition of Signal,AOS)预计将发生在欧洲中部夏令时间凌晨4点22分(北京时间上午10点22分),将由位于西澳大利亚的新诺舍(New Norcia)地面站接收。该地面站属于欧洲空间局跟踪站网络(ESTRACK)的一部分。ESTRACK是由多个地面站构成的全球性系统,主要任务是搜集航天器的信息,与欧洲实施的任务保持通信。

与那些在地球轨道上“度过一生”的卫星相比,贝皮可伦坡号即将远离母行星,朝着水星的方向飞行。在任务控制团队与探测器建立数据连接之后,各团队还需等待大约一个小时,让探测器部署好太阳能阵列,而部署天线的时间还要更长。地面团队将通过遥测技术(实时状态更新)“看到”这些关键步骤。

尽管贝皮可伦坡号的主科学摄像机在前往水星的旅途中始终被隐藏着,但它还配备了3个低分辨率的监控摄像机,可以为太阳能阵列和天线是否准确部署提供额外的视觉确认。欧洲空间业务中心将在周末期间接收到太阳能阵列和天线部署情况的图像。

在飞行控制人员最终确定任务有了良好的开端之前,所有这些信息都将被仔细评估。“这是令人激动的时刻,”欧洲空间局运营总监罗尔夫·德森(Rolf Densing)说,“经过几个月的演练,任务控制中心的各个团队都非常期待贝皮可伦坡号从我们的星球出发,他们已经准备好在7年时间里,每天都小心地指引它,直到它到达水星。”

一个探测器,两个轨道器

贝皮可伦坡号是由欧洲空间局与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)合作开发的水星探测任务,包含了两个轨道器:水星轨道器(Mercury Planetary Orbiter,MPO)与水星磁层轨道器(Mercury Magnetospheric Orbiter,MMO)。水星轨道器将对水星进行全面绘图并研究其表面和内部结构,以及外大气层特征。水星磁层轨道器将主要研究水星的磁场环境。在到达目的地之后,水星磁层轨道器将首先放出,接着是水星轨道器,后者将被安排在距离水星最近的轨道上。

该任务以意大利数学家、科学家和工程师朱塞佩·可伦坡的昵称“贝皮·可伦坡”命名,他曾在1974年的水手10号任务中首次实施行星重力助推技术(利用行星引力进行加速或减速)。在经过7年的旅程之后,贝皮可伦坡号将对水星的表面、大气层和磁层展开为期两年的调查,直到2027年结束任务。

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