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阳春的博客

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日志

 
 

美国四个月球探测器“围攻”嫦娥三号  

2013-12-21 07:59:15|  分类: 【网络新闻】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国嫦娥三号探测器14日成功在月球虹湾区域软着陆并释放出“玉兔”号月球车。尽管此次探月任务没有跟NASA展开任何形式的合作,但NASA将此事件视作“对月球稀薄大气开展研究和观测”的绝好契机,并用目前在月球轨道上的4颗卫星对嫦娥三号着陆期间产生的尘埃进行探测。
    NASA的这四颗探测器分别是月球大气与尘埃环境探测器(LADEE),月球勘测轨道飞行器(LRO)以及名为“加速、重联、湍流及电动力学月球-太阳交互作用”(ARTEMIS)的一对双星探测器。
    尽管在美国与中国之间并没有这方面的合作,但美国科学家们仍然从中国方面的月球着陆中找到了可以开展有趣科学研究工作的点。而探测获得的所有数据都将与国际科学界共享。
    自从上世纪60年代阿波罗计划将12人送上月球以来,美国航空航天局(NASA)一直致力于月球科学。凭借“克莱芒蒂娜”(Clementine)和“月球勘探者”(Lunar Prospector)之类的现代探测器,以及最近完成的LCROSS和GRAIL等任务,NASA的科学研究已经帮助绘制出了月面地图,确定了水冰的存在,还理解了我们这颗卫星不规则的引力场。
     NASA目前正在开展的月球项目正在帮助科学家们加深对于太阳系的认识,为未来开展太阳系其它天体的探测奠定基础,并为未来对更遥远的天体,如小行星和火星的探测铺平道路。
    以下为NASA围观嫦娥三号登月着陆的四颗探测器
    
美国四个月球探测器“围攻”嫦娥三号 -  红杏 - 红杏

 
    LADEE
    LADEE即“月球大气与尘埃环境探测器”,这颗探测器专门用于对月球稀薄大气和尘埃环境进行考察,它的高灵敏度或将探测到由于中国玉兔号月球车的着陆扰动尘埃大气环境而引起的细微变化。
    NASA的LADEE探测器,将监测嫦娥3号登月是否会对月面极其稀薄的大气及尘埃环境造成可以检测的改变。图片来源:NASA
    LADEE探测器的最初设计目标是研究月球稀薄的大气以及轨道尘埃环境。借助其所搭载的设备,科学家们希望能回答一个长期悬而未决的问题:受到太阳照射而带电的月球尘埃是否是造成阿波罗任务时美国宇航员们报告的一种神秘现象的成因。当时有宇航员报告他们在月面上日出之前观察到“月平线”上出现一些神秘的闪光。
    LADEE探测器于今年11月10日以来一直在低月球轨道上收集科学数据,初期计划任务期为100天。到目前为止项目组的科学家们已经获得了大量有关的科学数据。就在嫦娥三号探测器着陆月球之前,LADEE科学组便已经完成一整个月球周期(29.5天)内的科学数据采集工作。
    在嫦娥三号着陆前后,LADEE飞船将使用其搭载的中性粒子光谱仪(NMS)获取额外的观测数据。NMS设备将监视中国嫦娥三号着陆器在降落时反冲发动机可能会产生的一些气体成分,如水,氮气,一氧化碳以及氢气等。除此之外,LADEE探测器还将继续其基本观测工作,这将帮助判断嫦娥三号飞船的降落是否造成了月球大气中尘埃与气体环境背景上可察觉的改变。
    LADEE于今年9月6日发射升空,这是第一艘在美国航空航天局埃姆斯研究中心完成设计,开发,制造,组装以及测试整个流程的飞船。除此之外埃姆斯研究中心还负责整个项目的管理以及卫星的实时操作控制。美国航空航天局戈达德太空飞行中心负责这颗卫星上搭载的科学载荷以及技术验证载荷的管理工作,外加LADEE卫星的科学运作中心和整体任务支持。
    
美国四个月球探测器“围攻”嫦娥三号 -  红杏 - 红杏

 
    LRO
    LRO即美国航空航天局发射的“月球勘测轨道器”的英文缩写。它于2009年6月升空。自那以后便一直在月球轨道上开展科学考察工作并获得大量科学数据,其中包括分辨率前所未有的大量月表观测图像。
    NASA的LRO探测器将对嫦娥3号登月点进行多次高分辨率成像观测,有望俯拍到正在月面上工作的嫦娥3号及玉兔月球车的画面。图片来源:NASA
    在嫦娥三号的着陆日期,LRO飞船将进行多达8次机动动作,使用莱曼α成像设备(LAMP)对嫦娥三号的着陆位置进行扫描成像。这是一台紫外波段成像设备。LAMP设备将有望探测到嫦娥三号在降落阶段反冲发动机的尾流。
    从12月份开始,LRO相机(LROC)将有望在其拍摄的2米分辨率图像上看到嫦娥三号着陆器和玉兔号月球车。由于月球自身的自转,此后每月都将会有一次机会让嫦娥三号和玉兔处于LRO轨道位置的正下方,从而被LRO的相机摄入镜头。如此重复开展的观测成像将让科学家们可以观察到由于嫦娥三号飞船的着陆以及玉兔号月球车的活动而在月面上造成的变化。
    LROC相机的高分辨能力将使其可以觉察到嫦娥三号下降反冲发动机点火造成的月表扰动,在此之前的月球着陆器在软着陆时也都会无一例外地造成月表尘土环境的扰动。不过,当LROC本月开展首次拍摄尝试时光照条件将不会很理想,当时的太阳高度角很低,但这种状况会在下个月有所改善。此次LRO飞船拍摄的图像将让科学家们有机会观察月球地表由于嫦娥三号着陆而出现的大气及地表变化,并由此考察月表的气体迁移机制,以及局部扰动对月表风化层产生的影响。
    LRO获得的数据大大加深了科学家们对月球的了解,其获取的数据不仅有助于未来载人和无人探测项目的实施,同时也证明月球远比我们此前想象的更加复杂和充满活力。LRO飞船将继续工作直到2014年10月份,在那之后如果一切顺利还将有可能继续延长两年的工作时间。
    
美国四个月球探测器“围攻”嫦娥三号 -  红杏 - 红杏

 
    ARTEMIS(双星)
    ARTEMIS探测器将帮助LADEE解译其获得的数据。ARTEMIS由两颗完全相同的卫星组成,其正式名称为“月-日相互作用加速,重联,震荡及电动力学探测器”,于2010年进入月球轨道。
    NASA的THEMIS任务示意图。图中的5颗卫星,后来有2艘被NASA重新启用,在绕月轨道上探测月球与太阳风的相互作用。它们也将对嫦娥3号登月展开观测。图片来源:NASA
    它们原本是NASA的另一项任务THEMIS的探测器,那项任务一共动用了5艘飞船。ARTEMIS任务让NASA重新启用了其中两艘在轨飞船,以延续它们的科学使命。
    ARTEMIS双星的第一颗卫星(P1)将于12月14日飞过距离月面200公里的位置。根据目前的计划,该卫星将会搜寻任何可能与嫦娥三号有关的尘埃羽或是磁场扰动。而第二颗卫星(P2)则将对月球的太阳风环境以及磁场环境进行考察。这些信息将有助于判断月面上的尘埃是如何悬浮起来的。
    目前ARTEMIS的考察工作主要集中在测量月表的静电,月球背阴面形成的等离子体尾以及月球与太阳风两者之间的相互作用模式。
 
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