菲莱号着陆器面临永久性休眠

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-03-10 21:51:40 | 作者:Melipal 译 | 来源:ESA | 浏览:1439次 ]

原文标题:Rosetta’s lander faces eternal hibernation

原文来自:ESA   Posted: 2016. 2. 12

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

7个月之前,菲莱号着陆器最后一次与罗塞塔号母探测器取得了联系,随后进入了静默。现在着陆器在67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星上遭遇了不太可能从中恢复的环境。

9月之前,罗塞塔号都会继续科学考察,随后将迎来自己的彗星着陆终章。最近几个月来,它在平衡科学观测以及专门的轨道飞行二者,这些飞行路线最适宜聆听菲莱号的信号。但是自2015年7月9日以来,着陆器一直处在沉默状态。

来自德国航天中心DLR的菲莱号任务经理史蒂芬·乌拉梅克(Stephan Ulamec)说:“不幸的是,菲莱号经由着陆器控制中心与我们小组取得联系的概率几近于零。我们不再发送指令,因此如果我们如果能够再次收到信号,就会是非常让人惊讶的了。”

在2014年11月12日历史性的着陆之后,自菲莱号完成了第一批科学研究活动以来,在德国、法国、意大利航天中心以及整个欧洲的工程专家和科学家小组进行了全面的研究,以图了解着陆器的状态,并拼凑起线索。

菲莱号落向彗星。图片版权:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

那天发生了一个纠缠波折到了难以置信的故事。在7个小时的下落过程之后,除了失灵的推进器之外,菲莱号还没能射出鱼叉,并将自己固定在彗星表面上。着陆器从初始的阿吉尔基亚(Agilkia)着陆点弹到了超过1千米之外的新的着陆点——阿比多斯(Abydos)。着陆器的确切位置尚待高分辨率图像来证实。

对着陆器飞行路径的重构说明,着陆器在彗星较小一瓣为期2个小时的额外飞行期间,它与彗星发生了4次接触。在从阿吉尔基亚地区发生反弹之后,它掠过了哈特梅希特(Hatmehit)凹陷的边缘并再度反弹,最后在阿比多斯地区着陆。

甚至在度过这段计划之外的远足之后,着陆器还是开展了一系列令人印象深刻的科学测量,其中的一些测量甚至是在第一次反弹过后掠过地面时进行的。

在着陆器最后一次落地后,科学和运营小组分秒必争地工作,来调整实验仪器应付最出乎意料的环境。着陆器完成了起初规划的科学活动中的8成左右。

重构菲莱号的轨迹。图片版权:ESA/数据:Auster et al. (2015)/彗星图像:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

在从罗塞塔号分离64小时后,菲莱号从上空和地表上拍摄了彗星的细节图,嗅闻到了有机物,并勾勒出了彗星的局域环境和地表特性,为这个迷人的彗星提供了革命性的见地。

但是由于菲莱号的新家接收不到足够的阳光来为备用电池充电,因此在着陆器主电池组电力如期耗竭之前,采集数据并将其传回罗塞塔号,再走过5.1亿千米的太空传给地球的竞赛开始了。随后在2014年11月14日至15日的晚间,菲莱号进入了休眠状态。

随着彗星与探测器愈发靠近太阳,并在2015年8月13日通过近日点(彗星轨道上距离太阳最近的一点),菲莱号有望再度苏醒。

对着陆点热量环境的估计表明,早在2015年3月底,着陆器就有可能会接收到足够多的阳光,开始升温到零下45摄氏度,这是在彗星表面工作所需的最低温度。

欢迎来到彗星。图片版权:ESA/Rosetta/Philae/CIVA

值得一提的是,如果菲莱号固定在了阿吉尔基亚地区的原始着陆点,到了3月,它可能就已经被过度加热了,不可能进行任何进一步的操作。

2015年6月13日,着陆器最终向轨道上的罗塞塔号打了招呼,随后还传输了日常遥测数据,其中包括其加热、电力以及计算机子系统的信息。

对数据进行的后续分析表明,着陆器实际上在2015年4月26日即已苏醒,不过直到6月13日才得以传输信号。

着陆器挺过了11月12日的多重碰撞,随后又熬过了不利的环境条件,大大超过了其上各电子元件的性能指标,这是非凡的成就。

6月13日之后的几周内,菲莱号又与罗塞塔号取得了7次断断续续的联络,最后一次是在7月9日。然而这些通信联络过于短暂且不稳定,无法发送任何科学测量的指令。

虽然热量环境有所改善,菲莱号内部的温度达到了0摄氏度,但8月在彗星接近近日点期间,探测器没有与着陆器取得任何联系。

动画:接近近日点。图片版权:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

然而通过近日点前后的几个月也是彗星最活跃的时候。外流气体和尘埃的水平在上升,因此这样的环境为罗塞塔号在距离彗星200千米内(这是先前探测到菲莱号信号的距离)安全运营提出了过大的挑战。

最近几个月来,彗星活动有所平息,足以让探测器再度安全接近彗核。本周探测器来到了距离彗星大约45千米的地方。而且罗塞塔号正在往复通过阿比多斯区域。

然而我们没有收到任何信号。尝试“盲发”指令并促使菲莱号反应的工作也没有取得任何结果。

任务工程师认为,菲莱号传输机和接收机的故障是去年不规律通信以及一直延续到今年的持续静默最可能的解释。

菲莱号可能面临的另一个困难是太阳能电池板上覆盖的尘埃,它们是彗星在通过近日点前后若干活跃的月份抛出的,使得着陆器无法充电。

另外,由于彗星的活动,菲莱号的姿态甚至是位置自2014年11月以来都有可能发生变化,这意味着向罗塞塔号发送信号的着陆器天线指向可能不同于预期,影响了通信窗口的预期时间。

罗塞塔号接近彗星。图片版权:探测器:ESA/ATG medialab;彗星图像:ESA/Rosetta/NAVCAM

ESA的罗塞塔号任务经理西尔万·洛迪奥特(Sylvain Lodiot)说:“现在,彗星的活动水平正在下降,使得罗塞塔号可以再度安全地逐渐减少同彗星的距离。

“最终我们将可以再度在‘束缚轨道’上飞行,来到距离彗星10到20千米的地方,在任务的最后阶段甚至还能靠得更近,这样我们就可以从距离足够近的地方飞过阿比多斯地区,来获得菲莱号最终着陆点的专门高清图像,并了解着陆器的姿态和指向。”

ESA的罗塞塔号任务科学家马特·泰勒(Matt Taylor)说:“确定菲莱号的地点可以让我们更好地了解已经进行的非凡实地测量的大环境,让我们从数据中提取甚至更多的宝贵科学信息。

“菲莱号是罗塞塔号任务蛋糕上的樱桃,我们渴望着了解这颗樱桃到底在哪里!”

罗塞塔号在16千米外的自拍照。图片版权:ESA/Rosetta/Philae/CIVA

同时,罗塞塔号、菲莱号与彗星正在再次飞向外太阳系。它们已经穿过了火星的轨道,现在距离太阳约为3.5亿千米。根据估计,温度会远远降至菲莱号运营所需之下。

然而虽然与菲莱号再度取得联络的希望很渺茫了,罗塞塔号在与彗星共同飞行并迎接9月自身的彗星着陆之前,还是会继续聆听着陆器的信号。

ESA的罗塞塔号任务经理帕特里克·马丁(Patrick Martin)说:“在这么久之后,如果能够再度接收到菲莱号的信号,我们会非常惊讶。但是我们会继续让罗塞塔号保持聆听,直到任务最后期,由于我们运行到距离太阳更远的地方,能源限制让联系不可能继续进行为止。

“菲莱号是一个巨大的挑战,对于着陆器小组来说,在意料之外的困难环境下取得他们现有的科学结果是可以让我们为之自豪的。

“罗塞塔号与菲莱号一同的成就——也就是与彗星会合并着陆其上——是空间探测史上的历史性高潮。”

编者注

与着陆器的联系是在2015年6月13、14、19、20、21、23日以及7月9日进行的。除了6月23日之外,菲莱号在历次联络期间都向罗塞塔号传输了日常数据。我们在去年9月的博文《认识菲莱号的苏醒》中讨论了菲莱号苏醒的背景信息。

12日,DLRCNESASI都发表了状况报告。

罗塞塔号是ESA的探测器,其成员国和NASA为之作出了贡献。罗塞塔的菲莱号着陆器由DLR、MPS、CNES以及ASI领导的合作组提供。

(全文完)

Tags:菲莱 休眠

责任编辑:Melipal

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