欧洲航天局研制新式飞船探测水星(图)

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-01-22 10:45:14 | 作者: | 来源: | 浏览:1977次 ]

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2008年1月22日新浪航天:据英国广播公司1月21日报道,欧洲航天局近日与欧洲宇航防务集团(EADS)下属企业阿斯特里姆公司签订合同,授 权后者建造“BepiColombo”号水星 探测飞船主体结构。这将是迄今为止欧洲最复杂的 科学任务,最雄心勃勃的 太空探测工程。

欧洲最复杂的 科学任务

“BepiColombo”号水星 探测器定于2013年发射,飞行70亿公里后将于2019年进入绕水星 轨道。欧洲航天局与阿斯特里姆空间技术公司的 合 同金额高达3.5亿欧元(2.6亿英镑),探测飞船主体结构将在德国、意大利、法国和英国生产。欧洲航天局称,“BepiColombo”号将是迄今 为止欧洲最复杂的 科学任务之一。

欧洲航天局“BepiColombo”号探测任务科学家约翰尼斯-本霍夫博士解释说:“行星 科学亟待解答的 一个重要问题就是了解我们太阳系 的 演 化。除此之外,水星 还是人类必须登陆的 行星 候选,它是一颗在很多方面的 表现都很极端的 行星 。温度差异巨大,密度是所有行星 中最高的 ,而且辐射环境条件极其恶劣。”

就在欧洲航天局与阿斯特里姆空间技术公司签约的 同一周,美宇航局的 “信使”号探测器飞越水星 ,对水星 进行近距离拍照,这是人类探测 器时隔30多年后再次飞越水星 。欧洲航天局的 研究人员希望,“BepiColombo”号探测器能紧随美国人之后,揭开有关这颗奇怪星 球形成的 众多未解之谜。

将对水星 展开全面研究

“BepiColombo”号任务是欧洲航天局和日本宇宙开发机构合作的 一个项目。欧洲将负责生产“水星 星 际轨道器”(MPO),水星 星 际轨道器将 配备11台先进科学设备,在极轨道上飞行,对水星 进行至少一年的 研究,为水星 表面拍照,绘制高度图,收集有关水星 构成物质和大气的 数 据。日本则负责生产“水星 磁层轨道器”(MMO),将利用轨道器上的 五台设备探测水星 磁场。同地球一样,水星 也有一个磁场,这一点与金 星 和火星 不同。这么小的 一颗星 球怎么能产生磁场,这个谜团多年来一直困扰着行星 科学家。

正如“信使”号是在“水手10”号探测器基础上的 一次重大技术进步一样,“BepiColombo”号将引进更多创新技术,进一步提高任务质量 。“水手10”号探测器曾在20世纪70年代飞越水星 。本霍夫博士在接受英国广播公司采访时表示:“‘信使’号为我们铺平了道路。不幸的 是,‘信使’号只会对水星 四分之一的 地区展开细致研究,而BepiColombo将对水星 展开全面研究,因为我们会更接近它的 轨道。”

飞船将完成五大任务

“BepiColombo”号任务还包括:

使用其携带的 高科技设备完成对水星 最全面、清晰度最高的 覆盖;

拍摄首批热成像照片,确定水星 表面成分,生成整体温度图;

提供水星 表面特征的 第一幅整体三维图;

对水星 引力环境进行有史以来最全面的 数字测量,其结果将有助于验证爱因斯坦的 多条理论(如经典的 牛顿力学理论无法充分描述水星 轨道 在太阳引力下的 运行方式);

首次进行双点研究,两个轨道器同时在两个地区对水星 环境展开研究。

面临重大技术挑战

由于“BepiColombo”号探测器距离水星 轨道更近,与太阳更亲近,工程师将面临一系 列重大技术挑战。其中,最大的 技术挑战是高温环境 。“BepiColombo”号探测器将受到太阳的 直接炙烤,每平米会承受1.4万瓦热量的 侵袭,大约是在地球轨道飞行的 太空飞船受到的 热量辐射 的 十倍。在这种条件下,“BepiColombo”号探测器的 部分表面将升至350摄氏度左右,因此,需要多层绝缘系 统和高效率散热器,以便让科 学仪器和电子设备能在正常温度下工作。

但是,“BepiColombo”号探测器上的 一些零件仍无处可藏。阿斯特里姆空间技术公司“BepiColombo”号项目主管雷纳-贝斯特博士解释: “比如,太阳能电池板的 温度必须保持在250摄氏度以下,因为这是太阳能电池板及其电子设备所能承受的 最大热量限度。所以,我们必须 引入创新手段,让太阳能电池板由60%的 镜片和40%的 电池组成。镜片用于反射热量。我们还将倾斜太阳能电池板,这样,太阳光就不能对它 进行垂直照射。”

不过,欧洲航天局承认,依旧在测试用于太空飞行的 一些材料技术,这项工作将在今后几年继续进行,技术人员将采用压力室,模拟太阳的 炽热热量。BepiColombo 是以20世纪意大利帕多瓦大学著名研究人员朱塞佩-科伦坡(Giuseppe Colombo)的 名字命名的 ,此人曾完成很多有 关水星 的 先驱性研究。

项目总投资近十亿欧元

尽管这项合作协议价值3.5亿欧元,但这一项目的 全部成本更高。如果算上运行发射成本以及设备费用(这部分由欧洲航天局各成员国和日本 承担),BepiColombo项目总耗资高达9.65亿欧元左右。按计划,两个轨道器以及两个太阳能-电子与化学推进系 统将由俄罗斯“联盟-FG”号 (Soyuz-Fregat)运载火箭发射,发射地点设在法属圭亚那的 库鲁航天发射中心。

签约仪式在阿斯特里姆空间技术公司弗里德里希分公司举行,公司所在的 巴登-符腾堡州州长奥廷格出席了签约仪式。在生产“BepiColombo ”号探测器上,阿斯特里姆德国分公司的 核心合作伙伴是意大利泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司和阿斯特里姆英国分公司。这一协议总额的 四分 之一将流入英国公司腰包。英国将负责生产整个飞船的 结构,包括运载火箭适配器。

阿斯特里姆英国分公司项目主管杰里-波尔特博士说:“整个飞船结构构成了组装生产的 整个脊梁。它包括各种仪器,还有燃料箱,能让整 套仪器和设备在发射的 极端恶劣情况下完好无损。在后面的 任务中,它将确保不同飞船的 元素之间保持相对点位。我们认为这是此次任务最 关键的 部分之一。”英国将从事复杂的 任务分析,还将对飞船的 两套推进系 统进行分析。在为期六年的 漫长飞行中,“BepiColombo”号探 测器将多次飞越地球、月球和金星 。英国奎奈蒂克(QinetiQ)公司会承担起开发太阳能-电子发动机的 重任。 (杨孝文)

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责任编辑:zhoumeichun

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