关于ZAKER 融媒体解决方案 合作 加入

科技日历丨“水手 2 号”:第一艘成功飞越金星的探测器

前瞻网 2019-12-14

1962 年 12 月 14 日," 水手 2 号 " 飞越金星,成为第一个成功飞越另一颗行星的探测器。宇宙飞船对这颗行星进行了一系列的考察,并通过测量太阳风 ( 从太阳向外不断飞行的带电粒子流 ) 标志着另一个第一次的发现。

五年后," 水手 5 号 " 在 " 水手 2 号 " 对金星研究的基础上,对金星大气层进行了更细致的观察。

在长达数月的金星之旅中," 水手 2 号 " 遇到了一些异常情况,但在当年 12 月抵达金星时,控制中心设法让 " 水手 2 号 " 运转良好,最终顺利完成了任务。

在其他成就中,该航天器测量了来自太阳的太阳风,确认了金星表面的铅熔化温度,并揭示了金星上的世界完全迥异于地球。

图片来源:NASA/" 水手 2 号 "

背景

1960 年代初是太空探索的黎明。苏联的第一颗人造卫星 "Sputnik" 于 1957 年发射进太空,紧接着,美国人于 1958 年 " 探索者 1 号 " 抵达太空。但是,两国都只是在学习太空飞行,失败是很普遍的。

美国人采取了强有力的后备策略来解决这种情况。他们将发射相同的一对而不是发射一个航天器。如果其中一艘航天器发生故障,那么任务仍可以由第二艘完成,有备无患。

" 水手 1 号 " 和 " 水手 2 号 " 就是水手号系列中的第一组 " 双胞胎 "。每个航天器的宽度约为 3.2 英尺 ( 1 米 ) ,厚度为 1.1 英尺 ( 0.36 米 ) ,通过太阳能电池供电。当有很多工作要做时,每个航天器上都装有一块电池以作备用。

航天器将以地球和太阳为参考,保持其姿态稳定,从而在太空中飞行。航天器上有气体,以防航天器在飞往金星时需要对其轨迹进行任何校正。

" 水手 1 号 " 于 1962 年 7 月 22 日发射升空。但是,仅在发射后的几分钟内,它意外靠近卡纳维拉尔角发射区的一个运输区域和居住区。于是,考虑到安全问题,不得已之下,靶场安全员在发射后 293 秒引爆了火箭。" 水手 1 号 " 的飞行持续了不到五分钟。

最终,审查委员会排查出了错误,原来是计算机代码中的一个错字,导致向航天器发送了不正确的制导控制。由于本应引导 " 水手 1 号 " 的机载信标设备出现问题,这一问题更加严重。

NASA 后来写道:" 指令错误,最后导致计算机自动转向,进行一系列不必要的航向校正,最终使航天器偏离航线。"

令人欣慰的是," 水手 2 号 " 于 1962 年 8 月 27 日成功发射升空。发射后约半小时,飞船进入太空并飞向其最终目标:金星。

神秘的星球

金星十分明亮,天亮前后,东方地平线有时会看到它,因此人们常叫它 " 启明星 ",在中国,民间称之为 " 太白金星 ",因此,是望远镜非常容易观测的目标。但问题是你无法从地球上看到其表面的任何东西,这是因为整个星球都笼罩在云中。

金星一直隐藏着真实的面目,二十世纪初的科幻小说家推测它可能蕴藏着生命。埃德加 · 赖斯 · 巴勒斯 ( Edgar Rice Burroughs ) 和雷 · 布拉德伯里 ( Ray Bradbury ) 等科幻作家,描绘了许多传奇故事,比如金星上有着茂密丛林。

1956 年,美国海军研究天文学家康奈尔 · 梅耶 ( Cornell Mayer ) 带领一个小组,将射电望远镜对准金星,以测量行星产生并发送到太空的无线电波。

令所有人惊讶的是,他测量的表面亮度温度为 600 华氏度 ( 315 摄氏度 ) ,约为水的沸点的三倍。

一些天文学家建议金星可能发生失控的温室效应。但是,直到航天器到达那里,没人能确定。科学家希望 " 水手 2 号 " 能回答有关此问题。

" 水手 2 号 " 的一套仪器中有一个令人失望的缺陷:相机。天文学家和科学普及者卡尔 · 萨根 ( Carl Sagan ) 是该航天器的设计师之一。几十年后,他写道,不带相机就发射飞船是一个错误的决定。

" 有些人坚持认为,相机并不是真正的科学工具,而是一种能抓拍多少就抓拍多少、眼花缭乱、迎合大众的摆设式工具,无法回答一个简单明了的科学问题。" 他在 1996 年的著作《淡蓝点》 ( Pale Blue Dot ) 中写道。

飞行中的小故障

9 月 4 日," 水手 2 号 " 发射后一周多一点,就开始在飞往金星的途中进行调整。四天后,也就是 9 月 8 日,它面临的第一个问题出现了。

由于 NASA 无法确定的原因," 水手 2 号 " 突然倾斜,巡航科学实验被关闭。一种可能的解释是:它被太空中的一个小物体击中。不过,事故发生仅三分钟后,飞船就自行恢复了。 9 月 29 日,飞船又失去了态度控制,但快速恢复。

NASA 的一份报告显示,在接下来的一个月里," 水手 2 号 " 的任务进展相对顺利,直到 10 月 31 日。航天器的一块太阳能电池板发生了 " 部分短路 ",科学巡航仪器再次被关闭,直到电池板在接下来的一周恢复正常供电。

但不幸的啊,该电池板在 11 月 15 日彻底并且永久失效。" 水手 2 号 " 在接近金星时每天都在靠近太阳,因此通过一个良好的太阳能电池板产生的电力足以使航天器继续运行。

航天器的磁力计也出现了故障 ( 用于测量金星上的磁场 ) 。此外,9 月下旬, NASA 的金石深空通信中心 ( Goldstone Deep Space Communications Complex ) 发生了电源故障,该通信中心当时正跟踪航天器,导致丢失了约 1.5 个小时的数据。

不过,最重要的是,飞船的健康状况仍足以抵达金星。控制器在 12 月 14 日进行了最后调整。当天晚些时候,飞船在金星下方通过,这时距离金星最近,约为 21,607 英里 ( 34,773 公里 ) 。

" 水手 2 号 " 科学实验

" 水手 2 号 " 只对金星短暂一瞥,但即使这一瞥也向我们展示了很多东西。它证实了这个星球是一个温室。今天,我们知道地球上的平均温度为 864 华氏度 ( 462 摄氏度 ) 。对于科幻小说家们所幻想的丛林来说,那太热了。

此外,航天器显示该行星处于高压状态。后来降落在金星上的苏联航天器 ( 包括发出彩色照片的 Venera 13 ) 在到达后的几分钟内被粉碎了。

更神秘的是," 水手 2 号 " 发现,金星的旋转方向与地球和太阳系中其他行星的旋转方向相反。按照地球标准,金星自转一圈相当于 243 个地球日,真正的度日如年啊。由于金星旋转太慢,因此即使有金属内核,也不会产生磁场。

" 水手 2 号 " 还对星际空间做出了根本性的发现,根据 NASA 对此次任务的描述,它显示出 " 太阳风持续不断地流动,宇宙尘埃的密度比近地区域低得多 "。

以上内容由"前瞻网"上传发布 查看原文

觉得文章不错,微信扫描分享好友

扫码分享

热门推荐

查看更多内容