“灵神星”探测器 （航天探测器）

简介

当地时间2023年10月1日，NASA和美国太空探索技术公司计划于10月12日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射名为“灵神星”的航天探测器。10月13日10时19分，“灵神星”号探测器搭乘美国太空探索技术公司(SpaceX)“猎鹰重型”运载火箭升空。11时50分，探测器与位于澳大利亚堪培拉的NASA深空网络系统建立双向通信。初步报告显示，探测器状态良好。

“灵神星”探测器的探测任务是绕飞期间，探测器完成拍摄照片、绘制小行星表面地图并收集数据以确定其成分的任务，通过分析与“灵神星”号通信的无线电波测量小行星如何影响“灵神星”号的轨道等。

发展历程

当地时间2023年10月1日，NASA和美国太空探索技术公司（SpaceX）计划于美国东部时间10月12日上午10时16分从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射名为“灵神星”的航天探测器。

美国东部时间2023年10月13日10时19分，“灵神星”号探测器搭乘美国太空探索技术公司(SpaceX)“猎鹰重型”运载火箭升空。该探测器会在2023～2026年间尝试飞越火星，进入小行星带，飞行约36亿公里后，从2029～2031年间环绕灵神星飞行，开展为期26个月的科学测绘和研究。

技术特点

灵神星的形状奇特，可能拥有很不规则的重力场，因此设计探测器时必须在导航和控制领域多下功夫，确保其安全地在离灵神星较远的轨道上运行，并精确测量灵神星的引力场。通过建模并实时改进引力场模型，形成控制策略，促使探测器的运行轨道持续下降，慢慢靠近灵神星。飞行计算机采用的制导、导航和控制软件会发挥非常关键的作用。帮助探测器的天线准确地指向地球，以便传输数据，接收来自任务控制系统的命令。这类软件不仅在控制探测器飞行方向时显得至关重要，也是太阳能电推进系统发挥作用所必不可少的。

探测器的“眼睛”与“触手”是各种传感器，包括磁力仪、多光谱成像仪、伽马射线和中子光谱仪。其中，磁力仪用于测量灵神星的磁场。多光谱成像仪用于获取灵神星表面足够高分辨率的图像，辅助识别灵神星表面的金属、硅酸盐等物质成分，进而收集地质地形等数据。伽马射线和中子光谱仪是识别灵神星表面化学元素的“主力担当”，所获数据将帮助绘制灵神星物质构成图。另有微波无线电通信系统，用于高精度测量灵神星的重力场，收集有关其内部结构的线索。

技术创新

灵神星探索任务涉及多项新技术，测试基于激光而非无线电波的通信新技术，相当于将旧电话线升级成光纤。该探测器所使用的“深空光通信系统”的数据传输能力更加先进，能传输更高分辨率的图像、更多科学数据和流媒体视频。

美国航天局从喷气推进实验室设在加利福尼亚州泰布尔山的设施发射激光束，灵神星探测器把相关信号传回加州理工学院的帕洛马天文台。另外，灵神星探测器采用的电推进系统可利用电磁场加速并喷射氙离子，从而产生推力，推动探测器太空飞行。虽然其推力柔和，但在深空中足以使探测器飞行速度提升到每小时20万公里。使用这种推进系统，探测器无需携带成百上千公斤的化学燃料。这将是美国航天局首次在月球轨道之外使用这种推进系统。

运行轨迹

“灵神星”号探测器会在2023～2026年间尝试飞越火星，进入小行星带。飞行约36亿公里后，从2029～2031年间环绕灵神星飞行，开展为期26个月的科学测绘和研究。

装载仪器

“灵神星”探测器载有3项主要科学仪器：用于寻找小行星远古时期磁场证据的磁力计，帮助科学家确定小行星化学元素构成的伽马射线和中子光谱仪，以及提供有关小行星矿物成分及地形信息的多光谱成像仪。

探测任务

绕飞期间，探测器完成拍摄照片、绘制小行星表面地图并收集数据以确定其成分的任务。

任务团队利用探测器的通信系统进行重力科学研究，通过分析与“灵神星”号通信的无线电波测量小行星如何影响“灵神星”号的轨道。这些信息将帮助他们确定小行星的自转、质量和重力场，帮助了解小行星的构成成分和内部结构。

运行记录

美国东部时间2023年10月13日10时19分，“灵神星”号探测器搭乘美国太空探索技术公司(SpaceX)“猎鹰重型”运载火箭升空。11时50分，探测器与位于澳大利亚堪培拉的NASA深空网络系统建立双向通信。初步报告显示，探测器状态良好。