太空任务如何在前往主要目的地的途中有所发现

太空任务如何在前往主要目的地的途中有所发现

要想到达外太空的某个地方,你不可能完全沿着直线行驶。轨道是个棘手的问题,将探测器送往遥远的行星需要绕着其他行星转很多圈。这些动作被称为重力助推,即航天器绕着一颗巨大的行星旋转,将自己弹射到目的地。

这些轨迹技巧不仅仅是漫长旅程中的短暂停留,它们还可以成为航天器在主要任务之前进行一些额外科学研究的黄金时间。从 20 世纪 70 年代最早的探测器到贝皮科伦坡号最近的水星飞掠,再到下个月欧罗巴快船的火星飞掠,许多太阳系任务都在此类飞掠中取得了重大发现。

[来源:科学家解释贝皮科伦坡号水星任务为何如此棘手]

距离地球最近的行星飞掠次数最多:火星、金星,当然还有地球本身。就在去年(2020 年和 2021 年两次),美国宇航局的帕克太阳探测器飞掠金星,帮助该航天器比之前任何人造物体都更接近太阳。帕克的其中一台相机对准金星,追踪我们邻近星球厚厚云层的变化,但它也让科学家们感到惊讶——在较长的光线波长下,相机能够看到金星超热的表面。这些图像显示出与 1990 年代麦哲伦号航天器对金星表面的观测结果不同的奇怪差异,这些差异可能是早期图像遗漏的细节,例如地面由不同物质构成的地方。

左图:帕克太阳探测器第四次飞越金星时,WISPR 拍摄的一系列金星夜间照片,显示了金星表面的近红外辐射。在这些照片中,较浅的色调代表温度较高,较深的色调代表温度较低。右图:美国宇航局麦哲伦号任务拍摄的金星表面雷达图像的拼接图,其中亮度表示雷达特性从光滑(暗)到粗糙(亮),颜色表示海拔从低(蓝)到高(红)。标题文字:NASA。来源:NASA。

著名的卡西尼号土星探测任务也于 1998 年和 1999 年两次前往金星。卡西尼号利用各种仪器测量了太阳系内部的尘埃量,以及从太阳流出的离子和其他粒子。它甚至在月球经过我们时拍摄了一些照片。由于这次任务的飞行距离更远,它还飞越了木星,花了大约六个月的时间探索这颗巨大的行星。卡西尼号发现了类似于大红斑的第二场风暴,并记录了小风暴如何在木星动荡的大气层中汇聚成大风暴,形成更大的风暴。

这对伪彩色图像由美国宇航局卡西尼号太空船获得的数据制作而成,显示云层以黄色覆盖土星卫星土卫六的部分区域。图片来源:美国宇航局

新视野号任务提供了木星前往冥王星途中的另一种视角——这艘特殊航天器拍摄的图像显示了木星两极的闪电(此前只有在地球上才能看到),以及木星非常薄的环内最近发生碰撞的证据。新视野号还对木星的卫星木卫一进行了观察,研究了其火山活动。

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