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正文共： 14512字 13图 预计阅读时间： 37分钟 运载火箭
航天飞机助推火箭
由于航天飞机集航天器、飞机和运载火箭于一身，它没有真正的前辈。在其许多开创性的属性中，其火箭系统可能是最具革命性的。与其著名但更传统的前辈 "土星五号 "不同，航天飞机将其升力分为三个不同的来源。它还引入了部分重复使用的概念，即航天飞机在跑道上着陆，固体火箭助推器（SRB）在从海洋中回收后送回到肯尼迪航天中心。然后这两个部分都进行了整修，并重新投入使用。只有航天飞机的外部燃料箱在每次飞行后需要更换。一旦它在助推阶段结束时与航天飞机分离（离地球约110公里），它就会穿过大气层，而那些没有燃烧掉的碎片就会沉入海底。在航天飞机升空时，两枚助推火箭在发射过程中首先启动。在倒计时的负6.6秒，它们被唤醒并迅速燃烧，提供了航天飞机总推力的71.4%。它们在大约130秒时关闭，并在大约45公里的高度上分离，之后它们进行持续大约4分钟的抛物线坠落。在落入海洋之前，每枚助推火箭上有三个降落伞打开。回收船通常在大约225公里的范围内发现它们。旁观者不禁对助推火箭的推力和外形印象深刻。它高45.46米，质量为589,690公斤，仅固体推进剂（高氯酸铵、铝、氧化铁、聚合物粘合剂和环氧树脂固化剂）就重达503,950公斤。两个助推器总共提供了2400吨的推力。与助推火箭不同的是，航天飞机后部的三台主发动机（SSME）提供了5分钟的持续推力，这是航天飞机动力飞行的持续时间，它提供了快速爆发的动力，使航天飞机离开发射台并继续前进。这种缓慢而漫长的燃烧将航天飞机从每小时4,828公里加速到每小时27,358公里，在分离助推火箭后到达轨道所需的6分钟内。其推进剂包括低温液氢和液氧，比例分别为6:1。总的来说，这三台SSME为航天飞机的发射增加了510吨的推力。最后，航天飞机的火箭系统依赖于一个巨大的外部燃料箱（高47米，直径8.5米），它不仅是SSME动力装置的液体燃料容器，也是整个航天飞机的结构骨架，吸收两个固体火箭助推器和三个航天飞机主发动机的总推力负荷。内部由三个隔舱组成：一个隔舱在前部存放液氧；一个隔舱在后部存放液氢；还有一个连接这两个隔舱的项圈形隔舱。由于它们的重量相差很大，容纳较轻的氢气的部分是氧气的2.5倍。一层2.5厘米厚的喷涂聚异氰脲酸酯泡沫覆盖了整个外罐的外部，使推进剂保持在可接受的温度，同时防止空气动力加热和结冰。然而，尽管航天飞机的火箭系统有历史性的创新，但事实证明，它比设计者的预期要差很多。尽管航天飞机的早期支持者认为，可重复使用的火箭技术代表了负担得起的轨道接入的关键，但它仍然是昂贵的。NASA计算过，仅在前20次任务中，美国人就支付了2.57亿美元的直接费用，到1990年上升到2.86亿美元。这些倡导者中的许多人还认为，航天飞机具有像商业客机那样频繁、可预测的飞行前景。但是，技术的复杂性和频繁的维护和修理不仅扰乱了航天飞机的服务，而且也导致了更高的支出。航天飞机最令人失望的方面是它的两次致命事故。1986年 "挑战者 "号和2003年 "哥伦比亚 "号的机组人员共死亡14人，这打破了STS的声誉，并在很大程度上导致其在2011年消亡。哥伦比亚号（Columbia） (OV-102) 和助推火箭
阿丽亚娜4号（Ariane 4）1958年--这一年，美国以发射探索者1号和诞生美国国家航空航天局来回应苏联人造卫星的挑战--一位意大利和一位法国科学家提议，欧洲各国政府仿照欧洲核研究组织（CERN）的模式，建立一个专门从事空间科学的机构。两年后，来自十个欧洲国家的代表组成了一个委员会，研究空间探索方面的合作。根据该委员会的报告，欧洲大国在1964年创建了两个空间机构，将火箭与航天器开发分开：欧洲发射发展组织（ELDO）和欧洲空间研究组织（ESRO）。这两个实体在1975年合并为欧洲航天局（ESA），联合了11个国家的努力。比利时、丹麦、德国、法国、爱尔兰、意大利、荷兰、西班牙、瑞典、瑞士和英国。加拿大在1978年成为一个合作国。预计到欧空局的需要，成员国于1973年7月授权开发一个共同的火箭（阿丽亚娜1号），并在法国空间机构（即国家空间研究中心，或CNES）的监督下进行管理。CNES与法国的国有制造商Aerospatiale联手设计和建造这个初始运载火箭。1980年，36家航空航天公司、13家银行和法国国家空间研究中心联合成立了阿丽亚娜航天公司，这是一家卫星发射和营销公司，欧空局在完成测试和制造后将其新火箭转让给该公司。阿丽亚娜1号是一个三级液体推进剂助推器，长47米，可携带1850公斤的有效载荷，于1979年12月24日首次发射。它又进行了10次发射（8次成功），直到欧空局在1986年将其退役。阿丽亚娜2号和阿丽亚娜3号与阿丽亚娜1号的基本结构相同，但有区别。只有阿丽亚娜3号，在1984年开始运行，有两枚固体推进剂助推器，并且像阿丽亚娜2号一样，比阿丽亚娜1号长2米。两者都携带了比阿丽亚娜1号更重的有效载荷：阿丽亚娜2号为2,065公斤；阿丽亚娜3号为2,580公斤。虽然阿丽亚娜4号在很大程度上依赖于阿丽亚娜1号、2号和3号的技术、硬件和经验，但其设计者在追求更重的升力时，增加了一些功能，使其在90年代成为欧洲的主要火箭。阿丽亚娜4号在1981年被欧空局考虑，并在1982年获得批准。它在1988年进行了首次飞行，在性能上比其姐妹火箭有了很大的进步。欧空局的工程师们延长了第一级和第三级，加强了整体结构，增加了用于同时释放两个航天器的Spelda双发射系统，并安装了新的推进舱布局和航电设备。最大的变化来自于捆绑式助推器，该助推器在五种型号上可交替使用固体或液体推进剂：42L、44L、42P、44P和44LP。基本的40型没有使用助推器。由于采取了这些措施，阿丽亚娜4号的能力比早期的阿丽亚娜要强得多。它的高度超过58.4米，直径3.8米，可将7600公斤的重量拖入低地球轨道。它的总重量（取决于型号）高达470,000公斤，产生约635吨的推力。它的第一级由四个液体推进剂 "维京5号 "发动机组成，以肼-四氧化二氮混合物为燃料，还有两个或四个捆绑式助推器，视需要而定。第二级使用与第一级相同的推进剂，由一台维京4号发动机驱动。第三级包含一个HM7B发动机，由低温液氧和液氢提供动力。阿丽亚娜4号从1988年到2003年飞行。在其15年的服务中，它进行了117次发射，只有三次失败：1990年2月、1994年1月和1994年12月。从1995年3月到2003年2月项目结束，它连续完成了74次成功的飞行。它的货物各不相同，但它为几个国家将许多通信卫星送入轨道，如1992年2月沙特阿拉伯的Arabsat 1C，1992年9月西班牙的Hispasat，以及1995年3月巴西的Brasilsat。阿丽亚娜4号还提升了执行科学和国防任务的飞行器，包括1992年8月的NASA/CNES TOPEX/海神号海洋地形测量航天器和1999年12月的法国情报收集器克莱门特。总的来说，在其生命周期内，它占了世界商业卫星发射的50%。阿丽亚娜5号是新设计的，比它的前辈强大得多，在1996年6月进行了首次发射。Ariane 4-L
(V-150 16 April 2002)
能源号（Energia）苏联的解体和冷战的结束，对俄罗斯的太空雄心来说是深刻的颠覆性挑战。在其之后，俄罗斯经济因试图从计划体制突然转变为市场体制而受到影响。受政治和经济动荡的影响，政府减少了对太空的资助，并随之减少了追求大规模项目的能力，如VKK 暴风雪（Buran）--一种类似航天飞机的太空飞机，以及其运载火箭能源号（Energia）。Energia和Buran一样，在任何人猜测苏联解体和未来与美国的太空伙伴关系之前就已经开始了。两种航天器都起源于1976年，当时正值冷战的高度紧张时期，尽管美国国家航空航天局（NASA）声称情况相反，但苏联的军事规划人员确信，计划中的航天飞机代表了激光武器或核弹头的潜在运载系统。这一假设使苏联的太空计划走上了一条建造自己的航天飞机的道路，并配备了比美国同行更强大的火箭系统。Energia的启动与旨在将宇航员运送到月球的强大的N1火箭的取消大致吻合。实际上，它是苏联对美国宇航局的土星五号的回应。但N1惨遭失败。由于总设计师谢尔盖-科罗廖夫（Sergei Korolev）在1966年去世，该火箭在测试中被匆匆忙忙地阻挠，遭受了四次不成功的发射，其中第二次发射造成了历史上最大的非核爆炸之一。虽然一开始没有想到是N1的后继者，但 "能源 "火箭最终赢得了扩大的作用。除了作为Buran的两级助推器外，其设计者还将其配置为独立的三级火箭，能够将各种有效载荷送入轨道。无论是提升 "暴风雪 "还是其他货物，"能源 "号在尺寸和功率上都没有与N1号相差太远。它高97米，直径7.75米，重达2,524,600公斤。它依靠八台火箭发动机：四台助推器各一个RD-170（液氧/煤油），核心级四台RD-120（液氧和液氢）。Energia在1987年5月15日进行了首次飞行，搭载了Polyus军事航天器，第三级是从被取消的和平号舱中借用的。它的前两级表现良好，但当末级未能将其发射入轨道时，Polyus掉进了海洋。1988年11月15日，Energia再次飞行，这次它背上有一个无人驾驶的Buran。经过两次轨道飞行和206分钟的高空飞行，它在拜科努尔自动着陆。尽管取得了初步成功，但在 "能源 "号真正开始之前，政治现实对其不利。1991年苏联解体，以及随之而来的普遍经济滑坡影响了太空活动的资金，到1993年，Buran和Energia--也许是俄罗斯有史以来最雄心勃勃的太空项目--从预算中消失了。即便如此，仍有一丝乐观情绪。Energia的工程师们希望通过倡导Energia-M来保持该计划的活力，这是一种较小的火箭，他们认为在等待全面的Energia的回归时，它是一个占位符。虽然 "能源-M "比原来的火箭弱（在核心阶段，它使用两个RD-170发动机而不是四个，只使用一个RD-120而不是四个），但它仍然是当时较大的运载火箭之一。但在1995年，它也成了财政斧头的受害者。它的消亡，就像Buran和Energia的消亡一样，标志着俄罗斯太空计划的一个转折点。当其领导人面对俄罗斯经济不景气的现实时，他们抓住了与美国关系变暖的机会，进入一个新阶段。合作--在20世纪90年代，这两个曾经的对手联手开发国际空间站--成为新的标准。Energia 运载火箭
卫星卡西尼-惠更斯号（Cassini-Huygens）卡西尼-惠更斯是美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）的一个联合项目，旨在探索土星，它的贡献来自17个国家。喷气推进实验室（JPL）的一个美国团队设计并制造了卡西尼号轨道飞船；欧洲空间技术和研究中心管理惠更斯号着陆器。意大利航天局（ASI）提供了卡西尼号的一些科学仪器，它的大部分无线电系统，以及它的高增益天线。这个探测器的名字是为了纪念意大利天文学家让-多米尼克-卡西尼（1625-1712）和荷兰科学家克里斯蒂安-惠更斯（1629-1695），他们分别证实和发现了土星环的存在。恰当的是，卡西尼-惠更斯的任务集中在土星系统，包括土星、土星环和它的八个主要卫星。关于卡西尼-惠更斯号的许多传说涉及其强大的质量和尺寸：它代表了到那时为止发射到深空的最重的物体，有5,712公斤。它高6.7米，宽4米。尽管它的比例很高，但它看起来并不显眼：就像一只金色的、沉重的昆虫，一端连接着一个大碟形天线。它需要泰坦IVB-半人马座火箭的重载能力，这是美国最强大的一次性运载火箭，能够产生1540吨的推力。在发射台上，整个火箭离地面有56米高--就像一座20层楼高的建筑。鉴于航天器的复杂性，它的质量（像一头非洲大象）和它的旅程长度（32亿公里）使这个项目变得异常困难。而这些因素没有考虑到惠更斯号的联合任务，即在卡西尼号绕行土星时，下降到大气层并在月球泰坦表面着陆。卡西尼-惠更斯号于1997年10月15日升空。随后，它在1998年4月和1999年6月飞过金星时加快了速度，1999年8月经过地球，2000年12月到达木星，最后在2004年7月到达土星，这时它的机载火箭发动机启动，制动其速度并将其落入轨道。当卡西尼号开始适应其轨道运行时，欧空局的团队准备发射惠更斯号，执行前往土卫六的任务。一个直径近2.7米、重达350公斤的蚌壳形航天器，其控制人员于2004年12月25日将其释放，以每小时21,563公里的速度自主下降到土卫六表面，为期三周。当探测器感觉到土卫六的上层大气时，三个降落伞打开，它在多雾、充满氮气的大气中漂移了两个半小时。在下降和接近过程中，惠更斯号上的六台仪器拍摄了一千多张图片，从上到下对土卫六的厚重大气进行了采样，测量了风和温度，并在穿透雾气和云层时绘制了其表面。它于2005年1月14日安全着陆，并继续通过卡西尼号轨道器向地球传送了70分钟的数据。惠更斯号是对工程和科学的致敬，它代表了卡西尼号漫长而富有成效的职业生涯的一个感叹点。为期四年的原始任务于2008年7月结束，在此期间，它绕行了该行星约75次，飞越了土卫六44次，并集中研究了土星、其环形系统、其冰卫星和磁层。然后，在第一个延长期，即2008年7月至2010年10月的卡西尼春分任务中，航天器又经过了土卫六27次，冰冷和地质活跃的卫星恩克拉多斯7次。最后，从2010年10月到2017年9月的 "卡西尼号 "至日任务，调查了对土星环和卫星的季节性影响，此外还重访了泰坦56次和土卫二12次。在多次经过时，卡西尼号还发现了七个新卫星。Methone、Pallene、Polydeuces、Daphnis、Anthe、Aegaeon，以及临时命名为S/2009 S 1的卫星。卡西尼号的最后发现阶段在2017年夏末结束，在控制下下降到该行星的大气层。到那时，它的12台仪器已经流转了超过13年的数据，揭示了关于这颗巨大的气态行星及其星环的迄今未知的事实；其巨大的卫星泰坦及其厚重、浑浊的大气；寒冷和喷泉丰富的土卫二；以及整个土星系统。卡西尼-惠更斯号（Cassini-Huygens）航天探测器
哈勃太空望远镜（Hubble）就像一个巨大的空间站的概念一样，一个巨大的望远镜围绕地球运行，远远超过大气层的干扰，这个想法早在太空时代之前就已经扎根。早在1946年，普林斯顿大学的天体物理学家莱曼-J-斯皮策就提出了这种观察宇宙的激进的新方法。它在哈佛大学史密森学会天体物理观测站的主任弗雷德-惠普尔博士那里得到了进一步的信任。在1959年的国会听证会上，Whipple--作为一个主要的太空探索提议者而为美国人民所熟知--谈到了一个不被拴在任何固定点上的大望远镜的好处。六年后，国家科学院空间科学委员会主张用强大的土星五号火箭发射一个观测站。NASA采纳了它的建议，将阿波罗望远镜支架放在1973年的Skylab任务上。但是要实现斯皮策和惠普尔的全面太空观测站的梦想，需要数十年的说服和准备，大量的资金支出，以及对技术复杂性的掌握，可以与太空时代最伟大的工程项目媲美。为这些项目中的第一个项目所起的名字与它的规模相称。哈勃太空望远镜（HST）是为了纪念埃德温-P-哈勃（1889-1953），他是位于加利福尼亚州帕萨迪纳北部圣盖博山的威尔逊山天文台的主任。哈勃的天文观测结果改变了二十世纪的宇宙学。他不仅验证了阿尔伯特-爱因斯坦的宇宙膨胀理论，而且还证明了宇宙中不是只有一个，而是有大量的星系，他为此开发了一个分类系统。哈勃的设计工作开始于20世纪70年代，由于资金不稳定而放缓，但在1978年美国国家航空航天局（NASA）给予其坚定的批准后又加速了。它的工程师们计划了一个具有空前规模和能力的航天器：它是一个铁路车厢大小的银色罐子，长13米，直径4.2米；重12.1吨；其核心是一个巨大的239厘米的主镜，其公差精确，能够对远至150亿光年外的恒星、星系和银河外物体进行无与伦比的视觉光观察。现实情况使这台非凡的机器失去了一些光彩。到1983年初，美国宇航局局长詹姆斯-贝格斯向国会承认，该项目已经落后于计划，并面临严重的成本超支。众议院和参议院同意提供更多的资金，但条件是贝格斯要尽可能地削减开支，并加强哈勃的管理。这些要求实际上催化了该项目。美国宇航局戈达德太空飞行中心承担了对哈勃的全面控制，此外还对约翰-霍普金斯大学的太空科学望远镜研究所进行监督，该研究所指导项目的科学运作。位于加州桑尼维尔的洛克希德导弹和空间公司作为主承包商，开始取得更好的进展，美国宇航局与欧洲航天局（ESA）签署了一项协议，使他们的科学家能够共享望远镜的使用。不幸的是，哈勃的开支继续膨胀，最后上升到超过20亿美元。哈勃太空望远镜（简称HST）
当洛克希德公司的技术人员制作HST并进行地面测试时，该望远镜失去了进入太空的唯一途径。1986年1月的挑战者号事故使航天飞机队停飞，几乎完成的仪器被存放在那里。直到1990年4月24日，发现号执行STS-31R任务时，才将这个庞大的航天器送入轨道--这可能是迄今为止航天飞机运载的最重要的非人类货物，或许也是有史以来最重要的。在发射之前，休斯顿的宇航员和任务规划人员为他们将HST带入生命的那一刻进行了无数次的演练。当这一时刻到来时，美国人焦急地看着天文学家史蒂文-霍利用航天飞机上的机械臂抓住哈勃，将这个巨大而精致的机器从货舱中取出，然后将其释放。这一切发生得如此轻松，似乎有点反常，直到不到一个月后望远镜的第一次观测。那时，美国宇航局的领导人承认了一个不可思议的事实：哈勃未能聚焦于遥远的物体，尤其是恒星。调查发现，问题出在洛克希德公司的一个分包商身上，他无意中把不正确的数据输入到研磨哈勃主镜的计算机控制机器中，导致其形状畸变。不仅如此，哈勃望远镜在运行过程中出现了振荡--这是由于其太阳能电池组在进出地球阴影时加热和冷却的结果--这使其天体指向系统变得混乱。美国宇航局因哈勃的失败而受到尖锐的批评（包括在大卫-莱特曼脱口秀节目中的嘲讽），但却以一个不保证成功的救援任务计划来回应。然而，该项目的工程师们找到了希望的理由；哈勃的镜子被错误地切割了，但却是一致的，这就为通过将镜子的表面提高2微米来恢复其视力留下了可能。
在哈勃首次进入太空的三年零八个月后，1993年12月2日，奋进号（在STS-61任务中）派出七名宇航员进行了一次大胆的救援。为了使哈勃发挥其应有的功能，宇航员们预见到了一项危险的任务。如果他们失败了，没有人可以把它归咎于缺乏准备。他们在约翰逊航天中心进行了详尽的练习，包括矫正光学系统、一套新的计算机、广域行星照相机的替代品和新的太阳能电池板等部件。以前的舱外活动（EVA）没有像他们开始的活动那样持续这么久，也没有像他们那样构成这么高的风险。在用机械臂抓住高大的航天器并将其竖直锁定在航天飞机的有效载荷舱后，乘员们在12月4日至8日的五天时间里，使用两百多件总重达6,530公斤的工具对其进行抓取。其结果赢得了全世界的关注。也许比伽利略以来的任何天文仪器都更有影响力，哈勃的矫正视野吸引了公众的兴趣，部分原因是其复活的戏剧性，部分原因是其在互联网上的知名度。它还不失时机地修改了关于宇宙的许多普遍的正统观念。在第一次维修任务取得显著成功的鼓舞下，随后在1994年2月、1999年12月和2002年3月又进行了三次维修。他们把哈勃的范围从可见光扩展到了近红外，更换了六个陀螺仪中的四个，并安装了更新的太阳能电池板和先进的勘测用相机。2009年5月对HST的最后一次访问需要进行五次太空行走，这可能是所有访问中最雄心勃勃的一次：宇航员们安装了宇宙起源光谱仪和宽场相机，修复了空间望远镜成像光谱仪和用于调查的高级相机，并增加了一台新的科学计算机。哈勃太空望远镜在发射二十八年后继续服役。在其漫长的职业生涯中，它深入到宇宙中被称为哈勃深场的一小部分，观察了大约3000个星系--有些星系的年龄高达100亿年--以寻找关于宇宙形成期的线索。它观察到了迄今为止所看到的最遥远的恒星爆炸，这是一颗大约100亿年前引爆的超新星（观察结果表明，在大爆炸之后，重力使宇宙的膨胀减速）。哈勃确定了发生在一些星系中心的看不见的灾难性事件，揭示了它们是能够吞噬光线并使自己不可见的超大型黑洞。这台太空望远镜还将行星的形成与一些年轻恒星相关的薄饼状圆盘联系起来，其频率表明行星的诞生是例行公事。最后，哈勃使天文学家能够计算出宇宙的年龄在120至140亿年之间。哈勃望远镜将继续传输图像，直到其仪器出现故障，可能在2020年之后。同时，在2018年，詹姆斯-韦伯望远镜将作为哈勃的继任者开始其职业生涯。康普顿伽马射线天文台在20世纪80年代规划其大天文台计划时，美国宇航局根据其覆盖的光谱部分为每台望远镜分配了一个任务。哈勃，可见光；钱德拉，X射线；斯皮策，红外线。正如其名称所示，伽马射线观测站覆盖了那个特定的波段。在1991年4月5日亚特兰蒂斯号航天飞机在STS-37上将其送入轨道后不久，美国宇航局就将其命名为康普顿伽马射线观测站--大约在哈勃之后一年，使其成为太空中的第二个大观测站。它表彰了芝加哥大学的物理学家Arthur H. Compton，他与C. T. R. Wilson在1927年分享了诺贝尔物理学奖，因为他们解释了X射线与金属中的电子碰撞时波长的变化（证明了电磁辐射既作为波又作为粒子存在）。这一发现对康普顿的仪器进行的伽马射线观测作出了重大贡献。康普顿的成功在很大程度上取决于此。美国宇航局的声誉因哈勃发射的模糊图像而受到影响，而仅一年后的另一个尴尬则是对航天局的不良宣传和可能的资金后果。康普顿团队在航天飞机宇航员打开这个15,623公斤的庞然大物时屏住了呼吸--这是航天飞机上最重的有效载荷，除了后来的钱德拉惯性上级组合。他们也担心望远镜的太阳能电池组，在地面测试中被证明有问题。令人惊讶的是，它们在打开时没有发生任何意外。然而，通常可靠的高增益碟形天线--由于它将科学数据传回地球而不可或缺--未能展开。任务控制人员想尽一切办法来移动它，甚至用机械臂来推搡它，但没有任何效果。因此，宇航员杰伊-阿普特和杰里-罗斯穿好衣服，进行了一次太空行走。由于该装置本身似乎没有损坏，罗斯得到许可，可以使用肘部的油脂。他用右手支撑着自己，在固定天线的吊杆上推了两下；在第三次和第四次的推动下，它开始移动；再试两次，它就被释放了。罗斯和阿普特随后走到吊杆的远端，用手把天线完全打开，并把它锁住。就这样，宇航员释放了康普顿。新的望远镜避免了像哈勃那样的失误，开始执行扫描伽马射线活动的任务，伽马射线是已知能量最高的光，但相对罕见；而最强大的爆发则更加罕见。但是通过它的四个仪器--暴发和瞬时源实验（BATSE）；定向闪烁分光仪实验（OSSE）；成像康普顿望远镜（COMPTEL）；以及高能伽马射线实验望远镜（EGRET）--康普顿利用了过去伽马射线任务十倍的灵敏度。由此产生的观察结果有助于改写关于宇宙的一些基本假设。例如，BATSE提供的证据表明，伽马射线的发射并不像以前怀疑的那样只发生在银河系，而是发生在整个宇宙，甚至是最遥远的地方，通常伴随着大质量恒星或黑洞的死亡之痛。EGRET确定了一类新的活跃星系，由超大质量黑洞主导，负责大部分的伽马射线爆发，其威力超过1亿电子伏特。而且由于康普顿的数据，科学家们认为伽马射线放电代表了天体中最强的爆炸。康普顿在九年多的时间里一直保持活跃。任务控制人员在1993年进行了一次轨道增压演习，将其寿命延长了5年，超过了最初的航程。但是，当一个控制陀螺仪在1999年底发生故障时，该项目的管理人员决定通过大气层再入来结束它，这在2000年6月在太平洋上空发生。同时，在其服役期间，康普顿共记录了超过2600个伽玛射线暴。康普顿伽马射线天文台 (简称GRO)
伽利略（Galileo）在追求行星知识的过程中，最初的成功往往会导致一连串的探索，每一次探索都是对前一次探索的阐述。在这种情况下，先驱者10号和11号的飞越任务成为科学家了解火星和小行星带以外的神秘行星的催化剂。先驱者10号进行了第一次接触，于1973年12月最接近强大的木星，之后它又前往土星。接下来是先驱者11号，它在一年后最接近木星，然后也去了土星。旅行者1号和2号在1979年从木星开始，然后经过土星、天王星和海王星，对太阳系的四颗气体巨行星进行了集体观测，从而与木星发生了后续的接触。然而，这些任务只是让研究人员感到好奇。早在这些航天器到达目的地之前，美国宇航局的规划人员就设想了一个探测器，它不仅绕着这些巨大的世界之一运行，而且实际上深入到其内部。该航天局将其称为木星轨道探测器，国会于1977年批准了它。但事实证明，获得批准要比实际实现这一能力的飞跃容易得多。按照设想，该航天器由两部分组成：一个由喷气推进实验室（JPL）设计和制造的轨道器和一个承包给休斯飞机的探测器。到1981年，美国宇航局已经为该项目投入了3亿美元。为了缩短木星轨道器的长途跋涉时间，JPL依靠一条直达目标的路线，由航天飞机发射完成，然后在轨道上由一个新的、由三部分组成的惯性末级（或IUS，最初由空军开发，作为其泰坦导弹飞行器的两级推进器）进行第二次发射。由于NASA在等待更强大的IUS，项目成本不断上升，到80年代中期达到约6.5亿美元。更糟糕的是，空军放弃了当时正在开发的IUS，使NASA别无选择，只能转向更高能量的半人马座上面级。但这一途径也在1986年挑战者号事故后关闭，当时为了保护未来的宇航员，航天局禁止从航天飞机上发射不稳定的半人马座。这一决定使该项目只剩下标准的两级运载火箭，它缺乏足够的推力来将航天器直接送到木星。幸运的是，JPL开发了一个变通办法。为了收集旅行所需的能量，项目工程师设计了一个重力辅助方案，包括金星和地球的飞越，然后飞船向木星飞去。不幸的是，JPL的方法不是原来的三年半的飞行计划，而是需要六年的旅程。还有一个因素可能会抑制该项目：一场诉讼（最终被驳回）对航天器的两个放射性同位素热发电机（RTG）--航天器的电力来源--中的22公斤二氧化钚的环境安全提出了质疑。最后，在提出建议13年后，美国宇航局宣布1989年10月或11月为木星项目的发射窗口--届时项目成本增加到约13亿美元。即便如此，现在以著名的意大利数学家和天文学家伽利略-伽利莱（1564-1642）的名字重新命名，它于1989年10月18日乘坐亚特兰蒂斯号航天飞机进入轨道。在两级IUS的推动下，它飞往金星，两次经过地球，然后在1992年12月将目光转向木星，同时观测了两个小行星（Gaspra和Ida）以及Shoemaker-Levy彗星。伽利略号于1995年12月7日抵达该行星。它像一个两侧有把手的碗，从低增益天线的顶部到探测器的底部有6.15米长，（发射时）重约2,562公斤。伽利略号的特点是，它是第一个通过其身体的一部分缓慢旋转和一个由陀螺仪引导的非旋转部分来稳定的空间载体。在其11种仪器中，轨道器的旋转部分拥有研究带电粒子、磁场、宇宙和银河尘埃的设备；非移动部分包含需要固定位置的仪器，如照相机和光谱仪。伽利略探测器只有86厘米高，重约339公斤。到达木星后，控制人员释放了它，它在没有动力的情况下飞行了五个月（在此期间，轨道器与木卫一和木卫二的卫星擦肩而过，并以很低的速度接近木星本身）。当1995年12月7日实际接触的那一天到来时，探测器以每小时170,000公里的速度飞行，启动了空气动力制动，打开了2.5米直径的降落伞，在将近一个小时的时间里，随着它落入木星大气层的深处，传输数据。它受到气囊的保护，阻挡了下降过程中产生的热量，但高温最终破坏了它的电子装置，使它失去了生命。但是在被终结之前，它向地球发送了关于阳光、温度、压力、风、闪电和大气层组成的数据。大约一小时后，该轨道飞行器启动了它的主引擎，并落入围绕木星的轨道。它的第一次旋转花了7个月，随后又进行了34次环行，最后一次是在2002年11月开始。在它的旅行中，它经过木卫二11次，木卫四8次，木卫一7次，木卫三6次，木卫五1次。主要任务持续到1997年12月，之后伽利略号进行了第一次任务延期：为期两年的航行，专门对木卫二、木卫一和木星进行更密切的观察。然后在2000年至2003年的千年任务中，飞越了木星的主要卫星，测量了木星的磁层（与正在前往土星的卡西尼探测器共同进行），飞越了木卫五，最后在2003年9月21日，故意向木星中心坠落，在遇到木星的密集大气层时被烧毁。在木星的八年时间里，伽利略号有几个突出的发现。它发现了雷暴，其闪电的威力比地球上的要大一千倍。它发现的证据表明，液态海洋在木卫二的冰面下流动，在木卫三和木卫四上也是如此。研究人员还发现，木卫三、木卫二和木卫一都拥有金属核心。在太阳系的所有其他卫星中，木卫三和地球一样，产生了一个磁场。木卫一表现出的火山活动比地球的火山活动能量大一百倍。科学家们推测，木星的环状系统是由行星际流星体撞入其四颗小内卫星时散落的尘埃演变而来。正如伽利略号跟随先驱者10号和11号以及旅行者1号和2号追寻木星一样，2016年，木星号航天器抵达木星，对之前的探索进行了详细观察。伽利略 Galileo (木星轨道探测器)
乔托号（Giotto）1986年标志着国际上追求太空飞行的一个十字路口。在某种意义上，它代表了空间领导权重新平衡的开始，从美国在阿波罗计划期间和之后的主导地位到美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局和欧洲航天局（ESA）共享的三方模式。随着中国太空计划的崛起，这种关系将变得越来越四面楚歌。这一调整始于1986年1月，当时美国人经历了迄今为止在太空中最惨重的损失：挑战者号和她的七名机组人员在升空后不久死于剧烈的爆炸，导致美国在航天飞机关闭的32个月内无法将宇航员送入太空。但就在美国的计划遭受最严重的挫折时，同年3月，苏联将和平号--当时世界上最大的空间站--送上了15年的历史性旅程，获得了关于长期太空飞行的宝贵知识。在和平号首次亮相的同一个月，欧洲人登上了国际舞台，用乔托号（Giotto）探测器完成了他们的第一次深空任务，目标是哈雷彗星。早在公元前239年，哈雷彗星就被记录下来，成为夜空中一道亮丽的风景线，此后每隔75年就会出现一次，哈雷彗星可能是用肉眼可见的最引人注目的天文现象。在这次航行中，乔托实现了与彗星的首次亲密接触--事实上，这不是普通彗星，而是最著名的一颗。乔托的名字来自意大利文艺复兴早期画家乔托-迪-邦多内，他在1301年目睹了哈雷彗星，给他留下了深刻的印象，以至于他在他的画作《麦琪的崇拜》中把它重塑为伯利恒的星星。就其所有的成就而言，乔托做了一个不起眼的外观：一个蹲着的圆柱体，中间有一条宽大的太阳板带。在这部分下面，一个圆形的托盘放置着科学设备，在航天器的最底部，技术人员安装了一个保险杠防护罩，以保护乔托免受哈雷尘云碎片的影响。在顶部，欧空局的工程师安装了一个高增益天线盘。它只有1.6米多一点的高度和近1.8米的直径，发射时重达960公斤，到达目的地时只有540公斤。在1985年7月由阿丽亚娜1号火箭发射后，乔托在经过1.5亿公里的长途跋涉后，大约8个月后接近了目标。在与哈雷星最接近的两个小时内，它经历了大约1.2万次尘埃撞击。Giotto在1986年3月13日达到了它的最近点，距离彗星核约596公里，但就在那一刻之前，来自彗星的一个重约1克的粒子击中了航天器，使其进入旋转状态，暂时结束了广播。尽管受到这一打击，欧空局团队很快就恢复了联系。乔托相机拍摄的彗星图像显示了一个不规则的身体，长约15公里，宽7至10公里。其他测量发现，水占了从哈雷彗星喷出的分子的80%（速度大约为每秒0.5吨）。尘埃测量显示，每秒有0.15吨从七个不同的喷流中喷出，由大量的氢、碳、氮和氧组成。经过长期的休眠，乔托收到了欧空局的唤醒信号，要求它再执行一次任务：1992年7月10日，它完成了一次2.15亿公里的旅行，前往格里格-斯凯勒普彗星，在那里，它在距离彗星核仅100至200公里的距离上进行了迄今为止世界上最接近彗星的飞行。在2061年哈雷彗星下一次访问地球时，全世界的人们将一如既往地再次惊叹地看着它；但由于乔托的观察，他们也将更好地理解它。乔托 Giotto (哈雷彗星探测器)
尤利西斯（Ulysses）就像希腊神话中的同名国王一样，在特洛伊城陷落后，在地中海的未知部分游荡了十年，"尤利西斯 "航天器也开始了在未知领域的史诗般的冒险。当它的旅行在2009年6月结束时，它的旅行时间几乎是这位希腊传奇英雄的两倍。现代的 "尤利西斯 "号是欧洲航天局（ESA）和美国国家航空航天局（NASA）合作的产物，目的是研究太阳和它的两极，并推断出其他恒星。研究人员不仅想发现更多关于太阳周围的情况，还想了解太阳对日光层的影响。尤利西斯的任务规划者们希望能照亮诸如太阳风和宇宙射线的起源、高能粒子的运动、伽马射线暴的来源、行星际和星际尘埃的性质以及太阳磁场的属性等谜题。由于太阳在11年的周期内运行，其行为从相对静止到高度活动，"尤利西斯 "还评估了这些太阳季节对周围空间环境的影响。欧空局和美国宇航局根据各自提供的仪器套件来划分尤利西斯的任务。欧洲人专注于探测磁场、高能粒子、宇宙尘埃和引力波的设备；美国人则专注于太阳风、低能离子和电子、宇宙射线、太阳粒子和伽玛射线暴。这颗卫星的10个仪器有一半源自欧空局国家，一半源自美国国家航空航天局。美国航天局于1990年10月6日用发现号航天飞机（STS-41）发射了尤利西斯，此前由于挑战者号事故而推迟了四年。喷气推进实验室（JPL）提供任务控制；欧空局设计和制造了航天器本身。它基本上是一个盒子，一面安装有高增益天线，尺寸为3.2乘3.3乘2.1米，重量为370公斤。尤利西斯 "开始了其指向木星的航行。在一个惯性末级（IUS）和一个有效载荷辅助模块的推动下，它以当时所有航天器的最高速度向外飞行。它于1992年2月到达木星，在飞越木星后，利用重力辅助进入太阳的高椭圆极地轨道。1994年和1995年，"尤利西斯 "首次飞越太阳两极，每次经过通常需要三到四个月。它的主要任务在1995年9月结束，但欧空局和美国宇航局当局决定延长其服务时间。它在1996年观察了Hayakutake彗星的尾巴，并在2000年、2001年、2007年和2008年再次经过太阳的两极上空。尤利西斯号观察到许多诱人的现象。在测量了星际气体中氦同位素的丰度后（以前从未实现过），许多研究人员得出结论，宇宙缺乏足够的物质来在最后的坍缩中自我毁灭。这项任务还揭示了日光层中的磁场--它缺乏一个凝聚的模式--以一种比以前认为的更复杂的方式运作；但是，矛盾的是，太阳的运作就像一个简单的条形磁铁，每11年完成一次极地磁力的反转。在 "尤利西斯 "第三次飞越两极后不久，其管理人员准备结束该项目。由于该航天器在一个远离太阳的椭圆轨道上飞行，它不是依靠太阳能，而是依靠一个核动力的放射性同位素热发电机（RTG）来供电。在执行任务近20年后，RTG运行不良，关闭了机载加热器，导致燃料管道冻结。任务控制中心于2009年6月关闭了尤利西斯。尤利西斯 Ulysses 航天探测器
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