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太空中的旅行者2号,去了哪里?做了什么?

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

“航行者”二号

             

“航行者”二号 ©NASA图片

“航行者”二号是一个重722千克的航天探测器,于1977年8月从美国卡纳维拉尔角的41号航天器发射台发射升空。这次任务的目的是研究外太阳系和星际空间。

外太阳系

             

外太阳系 ©NASA

尽管它比它的孪生航天器“航行者”一号提前两周升空,但后来者依然超过了“航行者”二号的进程。这是因为“航行者”二号的发射轨道更加漫长而且自然地偏圆弧形状。至今大约35年过去了,它依然可以被天文工作者们操控。有着“先驱者”探测器10和11的陪伴,它是至今宇宙中航行最远的人造物体之一。它目前距地球100.675天文单位。

探测器正在执行它的新任务:研究太阳系外边缘,日球层,柯伊伯带和星际空间。“航行者”二号是唯一拜访过两颗巨行星——天王星和海王星——的航天器。

“航行者”二号任务的历史

             

喷气推进实验室

“航行者”二号的设计和设备

“航行者”二号航天探测器由美国喷气推进实验室设计,装载了16个液态联氨燃料推进器,陀螺仪和三轴稳定设备,以便从地球上通过高增益天线实现对航天器的控制。联氨燃料箱呈球状。大多数设备装配有同样的替换设备和8个可用的后置推进器。设备构成了高度和铰接控制的子系统。探测器包含11个额外的设备供其探究星际物体以及对探测器传输的数据进行天文观测。

高增益天线是“航行者”二号交互系统的一部分。

航行者”二号

             

“航行者”二号 ©NASA图片

“航行者”二号是一个重722千克的航天探测器,于1977年8月从美国卡纳维拉尔角的41号航天器发射台发射升空。这次任务的目的是研究外太阳系和星际空间。

外太阳系

             

外太阳系 ©NASA

尽管它比它的孪生航天器“航行者”一号提前两周升空,但后来者依然超过了“航行者”二号的进程。这是因为“航行者”二号的发射轨道更加漫长而且自然地偏圆弧形状。至今大约35年过去了,它依然可以被天文工作者们操控。有着“先驱者”探测器10和11的陪伴,它是至今宇宙中航行最远的人造物体之一。它目前距地球100.675天文单位。

探测器正在执行它的新任务:研究太阳系外边缘,日球层,柯伊伯带和星际空间。“航行者”二号是唯一拜访过两颗巨行星——天王星和海王星——的航天器。

“航行者”二号任务的历史

             

整个计划最初是开拓一个行星排列,完成至太阳系中的外行星:木星、海王星、土星和天王星的旅程。该航天器的设计是在旅途中利用重力辅助技术就可以只使用少量推进剂,并且缩短行星间的渡越时间。但是,由于预算限制,这一旅程被缩短成为木星和土星之间的飞行。

喷气推进实验室

喷气推进实验室 航天局

虽然最初是基于水手任务,但由于与其存在巨大差异,名字被更改为旅行者号。

旅行者2号的预定任务于1989年12月31号结束,在此之前于1979年在木星飞行,1980年于土星相遇,分别于1986年和1989年访问天王星和海王星。在旅行者1号至土星的卫星—土卫六的飞行后,旅行者2号的任务被扩展至天王星和海王星。

             

“航行者”二号的设计和设备

“航行者”二号航天探测器由美国喷气推进实验室设计,装载了16个液态联氨燃料推进器,陀螺仪和三轴稳定设备,以便从地球上通过高增益天线实现对航天器的控制。联氨燃料箱呈球状。大多数设备装配有同样的替换设备和8个可用的后置推进器。设备构成了高度和铰接控制的子系统。探测器包含11个额外的设备供其探究星际物体以及对探测器传输的数据进行天文观测。

高增益天线是“航行者”二号交互系统的一部分。天线很大(3.7米抛物线),通过深空间网络接收和发送数据。通信发生在S波段(上行通信,波长为13厘米),和X波段(下行通信,波长为3.6厘米)频率。从木星的数据传送速率高达115.2kb/s。

卡纳维拉尔角 航天局图像

按照无线电通信的反平方律,数字数据的速率随着距离的增加在不断下降。当空间探测器无法通过天线通信交流时,旅行者2号有一个数字磁带记录,记录多达62500kb,在恢复通信能力的稍后进行发送。

             

该航天器是由三台放射性同位素热电发动机提供动力。这三台发电机是首尾相连安装的。每个发电机有24个钚238球体,发射时功率为157瓦。三台发电机在航天器发射时提供470瓦的累计输出功率。钚238的半衰期为87.74年。因此,估计在发射后的34年,发电机可提供的功率接近初始功率的76%。但是在2011年,旅行者2号产生的功率已降至269.2瓦。随着功率的降低,航天器中的一些负载必须关闭,因此其功能受到限制。

             

旅行者1号和旅行者2号的任务

旅行者1号和旅行者2号的任务 航天局

预计热点发电机将为航天器提供动力,且推进剂足够支撑它运行至2025年。在这以后,可能没有足后的电力来支撑科学仪器的运行,当它的运行停止时科学数据将不再传输。

在722公斤中, 仪器的重量约为105公斤。科学仪器包括紫外线光谱仪(有效的)、红外干涉仪(禁用的)、三轴通量门磁强计(有效的)、等离子体光谱仪(有缺陷的)和等离子体波系统(部分禁用)等。机载数字计算机控制摄像机。

正如旅行者1号,旅行者2号携带了一个内容包含了地球上声音和图像(117副图像和54种语言的问候音)的黄金记录。它有播放记录的指南,还包含了我们星球位置的细节。它旨在向任何可能拦截该航天器的额外形式的陆地情报提供信息。

             

旅行者2号的成绩

旅行者2号是唯一一个研究太阳系四大行星的人造航天器。旅行者2号发现木星周围的几个星环的存在。它还发现月球上一些被称作lo的火山活动。旅行者在发现大红点实际上是一场沿着逆时针方向移动的风暴中发挥了重要作用。对带状云层的分析也解释了很多其它的风暴。然而,对于消除旅行者1号拍射的低分辨率的照片引起的月球地形结构的怀疑,旅行者2号拍摄的欧罗巴高分辨率的照片却并未提供太大帮助。

旅行者2号于1981年8月飞至距离土星最近点,并从其上层大气中收集到了有关该行星密度和大气压力细节的信息。

             

旅行者的黄金记录 航空局图像

虽然在土星飞行之后,摄像机进入了暂时的功能障碍,但它被指挥任务的工程师重新投入行动,旅行者2号得到了探索天王星和海王星的绿色信号,旅行者2号对行星的扭曲磁场进行了观测,该行星的轴线与椭圆平面平行。

日鞘 航天局

天王星周围的星环与木星和土星的截然不同。旅行者2号在1989年的飞行中对海王星和它的卫星海卫进行了研究。旅行者2号还发现了与海王星邻近的大暗斑的存在。然而。这一斑点后来消失了。

目前,旅行者2号在太阳系最外层,太阳的磁场和太阳风主宰着这一空间。在2007年,旅行者2号越过了太阳风的速度比声音速度小的位置点,它距离太阳130亿公里(8AU4)。目前,旅行者2号位于日鞘地区,该地区厚约37亿公里。

作者: thetimenow

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