会合-舒梅克号(Near Earth Asteroid Rendezvous - Shoemaker)是
美国航空航天局(NASA)的一艘探测卫星,由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室设计,以纪念天文学家
尤金·舒梅克(Eugene M. Shoemaker)而命名。该探测器的主要目标是研究近地
小行星爱神星,并在一年的时间里进行轨道飞行。会合-舒梅克号是第一艘成功环绕和登陆小行星的探测器。
会合-舒梅克号的主要科学目标是收集爱神星的大小、组成、矿物学、形态、内部质量分布和
磁场等数据。次要目标包括研究风化层的特性、小行星与
太阳风的相互作用、小行星表面可能出现的地质活动(如尘埃或气体)以及小行星的自转状态。这些数据将帮助科学家理解小行星的普遍特征、陨石和
彗星之间的关系以及
太阳系早期的情况。
为了达成这些目标,会合-舒梅克号配备了一台X
射线/伽马射线
光谱仪、近
红外线成像光谱仪、装有CCD成像探测器的多重光谱
照相机、雷射测距仪和一个磁力计。此外,科学家还利用近距离追踪系统进行
无线电科学实验来估计
小行星的重力场。仪器的总重量为56公斤,需要81瓦特的电源来运行。
会合-舒梅克号于1996年发射,2000年2月成功靠近
爱神星并进行了多次轨道飞行。2001年2月12日,该任务成功在爱神星上落地,但在两周后终止。
简介
会合-舒梅克号(Near
地球 Asteroid Rendezvous - Shoemaker)是
美国航空航天局的太空探测卫星,会合-舒梅克号这个名称则是为了纪念天文学家
尤金·舒梅克(Eugene M. Shoemaker)而命名的。
计划目标
会合-舒梅克号计划主要目标是已超过1年的时间研究
爱神星,并传回爱神星内部构造、组成、矿物学、质量分布及
磁场等数据。次要目标则包括研究风化层的特性、
小行星与
太阳风的相互作用、小行星表面可能出现的地质活动(例如尘埃或气体)及小行星的自转状态。这些数据将帮助科学家理解小行星的普遍特征,陨石和
彗星之间的关系及
太阳系早期的情况。
为了达成这些目标,
航天飞机配备一台X光/伽玛射线
光谱仪、近
红外线成像光谱仪、装有CCD成像探测器的多重光谱
照相机、雷射测距仪和一个磁力计。科学家也使用近距离追踪系统进行
无线电科学实验来估计小行星的重力场。仪器的总重量为56公斤,并需要81瓦特的电源来运转。会合-舒梅克号也是第1艘登陆
小行星的探测器。
任务
会合-舒梅克号主要任务是以将近1年的时间绕行爱神星来研究它的结构。
爱神星是一颗S-型小行星,大小为13× 13 × 33公里,是近地小行星中体积第二大的。会合-舒梅克号最初的轨道半径为200公里,后来轨道在2000年4月30日逐渐缩小为50 × 50公里,然后在2000年7月14日减少到35 × 35公里。这个轨道是以超过1个月的时间扩张至200 × 200公里,然后在2000年12月13日慢慢下降,变成35 × 35公里的逆行轨道。会合-舒梅克号最终在2001年2月12日降落于爱神星上。
一些科学家声称会合-舒梅克号最终的目标是发现地球上的陨石与
爱神星之间的关连,因为一但科学家拥有爱神星足够化学成分的数据,就可以了解爱神星与其他S型
小行星之间的关系,而这些陨石被认为是从S型小行星(也许是爱神星本身)上脱离出来的。会合-舒梅克号并没有证实或否定这个关联,让科学家感到满意。但是不可否认的,会合-舒梅克号的研究数据对于小行星领域的研究有极大的贡献。
前往爱神星
会合-舒梅克号于1996年2月发射升空在三角洲7925-8运载火箭(一个三角洲二号运载火箭火箭引擎与9个捆绑式固体火箭助推器及Star 48(PAM-D)的第三阶段火箭)发射会合-舒梅克号后,它离开地球轨道,进入第一部份的巡航阶段。会合-舒梅克号大部分的巡航阶段处于最低限度的活动-“休眠”状态,然后在飞越直径61公里的
小行星梅西尔德星的前几天结束休眠状态。
会合-舒梅克号所摄得的梅西尔德星照片会合-舒梅克号在1997年6月27日以1200公里的距离在
UTC12:56飞跃梅西尔德星,当时的速度为9.93公里/秒,并传回一些影像和其他测量数据。这次飞越探测贡献了500张照片,涵盖梅西尔德星60%的表面,并根据重力数据计算出梅西尔德星的大小与质量。
会合-舒梅克号在1997年7月3日进行第一次主要的太空姿态调整。会合-舒梅克号的速度因此每秒减少279米,而近日点则从 0.99天文单位降低至0.95天文单位。而
地球的重力助推则发生于1998年1月23日
UTC7:23。当时会合-舒梅克号最接近的地球为540公里,并改变
轨道倾角从0.5度增加到10.2度,而远日点则从2.17天文单位降低为1.77天文单位,更接近
爱神星。
进入轨道
会合-舒梅克号所摄得的爱神星照片会合-舒梅克号于2000年2月14日协调世界时15:33(美国东部时间上午10点33分)后进入爱神星的轨道,而会合-舒梅克号总共花费将近13个月的时间运行日心轨道,来逐渐进入爱神星的轨道。
航天飞机会合爱神星的机动调整完成于2月3日
UTC17:00,将太空船的相对爱神星的速度由19.3米/秒减缓至8.1米/秒。
另一次机动调整则发生在2月8日,将相对速度略为增加至9.9米/秒。会合-舒梅克号分别在1月28日、2月4日与2月9日搜索
爱神星的
卫星,但是没有任何发现。这次探测是基于科学上的目的,并减轻碰撞与任何一个卫星的可能。
会合-舒梅克号在2月14日进入321 × 366公里的轨道来绕行爱神星。然后
航天飞机在7月14日慢慢进入35公里的圆形
极地轨道。会合-舒梅克号在极地轨道上停留10天,然后在2000年9月5日回到100公里的轨道。10月中旬的一次机动调让太空船在10月26日
UTC07:00以距离爱神星表面5.3公里的位置掠过。
绕行与着陆
会合-舒梅克号登陆
爱神星的轨道太空船在移动到200公里的圆形轨道后,接着将轨道从接近极地的顺行轨道移动到靠近赤道的逆行轨道。会合-舒梅克号于2000年12月13日回到35公里的低圆形轨道。从2001年1月24日开始,
航天飞机开始一系列的近距离飞掠(约5至6公里)爱神星的表面,并在1月28日以2至3公里的距离通过该
小行星。然后会合-舒梅克号在2月12日在
UTC20:01左右(美国东部时间下午3时01分)缓慢降落到爱神星南部一个鞍形特征的地区。
令科学家感到惊喜的是,会合-舒梅克号在降落后仍未损坏,着陆速度估计为每秒1.5到1.8米(因此会合-舒梅克号成为第一个软著路在小行星上探测器)。在深空网络延伸天线接收到讯号后,
航天飞机的伽玛射线
光谱仪重新规划来从大约4英寸的高度收集
爱神星的数据,它的感应度在小行星表面比绕行轨道上更敏感10倍。
在会合-舒梅克号关闭之前,科学家在2001年2月28日美国东部时间晚上7时接收到它发出的最后一个资料信号。2002年12月10日最后一次尝试与太空船连络并未成功。
参考资料
会合-舒梅克号.www.gerenjianli.com.2012-08-17