麦哲伦号金星探测器
任务
麦哲伦号的主要任务是进行金星地表的绘制与测量,环绕金星一圈为243天。麦哲伦号总共完成六次任务,获得98%金星地表的资料,并在1994年10月11日冲入金星大气层中,结束全部任务。
发射
麦哲伦号于1989年5月4日18点46分59秒由美国国家航空航天局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心肯尼迪航天中心39号发射复合体,借着亚特兰蒂斯号航天飞机发射升空。麦哲伦号进入轨道后,麦哲伦号连接的惯性上层助推器于1989年5月5日将麦哲伦号送入IV型日心轨道,预计15个月后,于1990年8月10日到达金星 。
亚特兰蒂斯号航天飞机发射升空
进入金星轨道
1990年8月7日,麦哲伦号开始进入金星轨道,麦哲伦号进入一个椭圆轨道,近拱点距离金星表面295公里,远拱点距离金星表面为7,762公里 。
麦哲伦号拍摄的雷达纪录下最接近金星的数据,然后远离金星时将数据传送回地球。这个动作需要大量使用反作用轮让麦哲伦号旋转,因为麦哲伦号拍摄照片需要37分钟,而麦哲伦号朝着地球发送数据需要两个小时。麦哲伦号主要任务传回至少70%的金星表面照片,麦哲伦号锁定两大地区来拍摄照片,第一大区为北纬90度至南纬54度,第二大区为北纬76度到南纬68度。然而,由于近拱点为北纬10度,所以不太可能拍摄南极地区照片. 。
第一次任务
目标:完成主要目标
时间:1990年9月15日 - 1991年5月15日
麦哲伦号主要任务于1990年9月15日开始,打算拍摄金星表面70%的“左看”地图,像素分辨率最小为1公里。在第一次绕行金星期间,从麦哲伦号距离金星表面的高度包含2,000公里(北极上空)与290公里(远拱点)。主要任务于1991年5月15日完成,麦哲伦号拍摄83.7%的金星表面,像素分辨率为101至250米 。
第一次任务绘制之金星地图
第二次任务
目标:绘制金星南极地区地图与第一次任务时所未完成之区域
时间:1991年5月15日 - 1992年1月14日
第一次绘制金星地图任务结束后,第二次绘制金星地图任务立即开始,目的是提供第一次绘制金星地图中有缺陷的数据,包括大片南半球地区。要做到这一点,麦哲伦号只好改变收集方法,以获得“右看”地图。1992年1月中完成后,第二次绘制金星地图所提供的数据为54.5%的金星表面,科学家结合之前收集的资料后,获得金星表面96%的地图 。
第二次任务绘制之金星地图
第三次任务
目标:填补现存的地图不足及收集立体图像
时间:1992年1月15日 - 1992年9月13日
第二次绘制金星地图任务结束后,开始第三次绘制金星地图任务来收集金星表面数据,以制作出三维立体影像。第三次绘制金星地图任务于1992年9月13日结束,约21.3%的金星表面被制成立体影像,金星表面总体覆盖率增加至98%以上 。
第三次任务绘制之金星地图
第四次任务
目标:测量金星的引力场
时间:1993年5月23日 - 1992年9月14日
第三次绘制金星地图任务完成后,麦哲伦号停止制作表面影像。相反的,麦哲伦号于1992年9月中旬开始保持高增益天线指向地球,深空网络开始录制遥测资料。科学家借由监测麦哲伦号的速度,来收集有关金星的引力场资讯。高引力的区域会略增加麦哲伦号的速度,纪录为多普勒效应的信号。直到1993年5月23日为止,麦哲伦号绕行金星轨道总共1,878次,因为数据丢失,所以麦哲伦号延长10天来研究金星引力 。
马特山
第五次任务
目标:大气制动以进入圆形轨道与地球重力测量
时间:1993年5月24日 - 1994年8月29日
第四次任务于1993年5月底结束,麦哲伦号利用已知的技术进行大气制动。第五次任务于1993年8月3日开始,麦哲伦号绕行金星轨道总共2,855次,提供94%的金星高分辨率重力数据,第五次任务于1994年8月29日结束 。
大气制动
目标:进入圆形轨道
时间:1993年5月24日 - 1993年8月2日
大气制动长期以来一直为太空船进行轨道减速的方法。之前的轨道减速提案需要防护罩,对于大多数任务过于复杂和昂贵。为了测试新方法,麦哲伦号计划下降到金星大气层的最外层区域。麦哲伦号利用细微摩擦来减慢了速度,为期稍微超过两个月,使麦哲伦号进入一个近似圆形的轨道,包含180公里的近拱点与540公里的远拱点。该方法已经被广泛使用在以后的太空任务中 。
第六次任务
目标:收集高分辨率重力数据,并进行无线电科学实验
时间:1994年4月16日 - 1994年10月13日
第六次任务是前两次金星引力研究的延伸。最终实验随着任务即将结束而进行,被称为的“风车”实验提供有关金星高层大气的成分数据。麦哲伦号于1994年10月13日结束全部任务,绕行金星轨道总共1,783次,之后麦哲伦号进入金星大气层并解体 。
风车实验
目标:收集有关金星大气动力学数据
时间:1994年9月6日 - 1994年9月14日
1994年9月,麦哲伦号的公转轨道降低,开始进行“风车实验”。在实验过程中,麦哲伦号利用太阳能电池板,垂直于公转轨道路径。麦哲伦号也点燃推进器,以保持麦哲伦号稳定。风车实验将科学家了解上层大气阻力对于行星探测器产生的影响,帮助科学家设计未来的地球人造卫星,并测试未来行星探测器采用大气制动方法 。
成果
麦哲伦号任务徽章
麦哲伦号高解析率的全球影像提供科学家资料,以了解金星表面结构、火山活动和地质作用。
金星表面大多覆盖火山物质。火山的表面特征相当常见,如辽阔的熔岩平原、熔岩圆顶以及大型盾状火山。
金星表面很少有撞击坑,这显示表面是年轻的地层,只有不到800万年的历史。
熔岩河流长达6,000公里,显示极低粘度的熔岩河流可能来自高频率的火山爆发。
陆地典型的板块构造(大陆漂移和盆底蔓延)于金星表面并不明显。
虽然金星大气层相当稠密,但是表面没有风蚀和沙尘的实质证据有限风力交通工具唯一证据。与此相反,火星只有稀薄的大气层,但是风蚀证据与沙尘相当多。
麦哲伦号高解析率照片提供资料,科学家可以更容易了解金星地质、火山作用、金星表面结构形成。
麦哲伦号创建了第一个(也是目前最好的)高解析率雷达影像,反映出行星表面特征。在此之前的金星探测任务拍摄低解析率的雷达影像,麦哲伦号终于获得与环形山、丘陵,山脊和其他地质构造的详细影像,在一定程度堪比其他行星的可见光影像。麦哲伦号的全球雷达地图目前仍然是目前最详细的金星地图,虽然俄罗斯的金星-D也携带雷达,可以完成同样成果,但是所使用的雷达解析率不如麦哲伦号。
参见
太阳系探测器列表
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