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太阳轨道飞行器Solar Orbiter在金星表面4967英里范围内掠过

太阳轨道飞行器Solar Orbiter在金星表面4967英里范围内掠过

太阳轨道飞行器Solar Orbiter在金星表面4967英里范围内掠过

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,当地时间2021年8月9日,ESA/NASA的太阳轨道飞行器(Solar Orbiter)在金星表面4967英里(7995公里)范围内掠过。在此之前的日子里,太阳轨道飞行器日光层成像仪(SoloHI)望远镜捕捉到了这颗行星闪烁的图像。

照片显示金星从左边靠近,而太阳在相机的右上方。这颗行星的夜侧即被太阳隐藏的部分看起来像一个被明亮的新月光线包围的黑暗的半圆形--从金星明亮的阳光面发出的眩光令人难以置信。

“理想情况下,我们能解决行星的夜侧的一些特征,但来自昼侧的信号太多了,”华盛顿海军研究实验室的天体物理学家Phillip Hess说道,“照片中只出现了白昼的一小部分,但它反射了足够多的阳光,进而形成了明亮的新月和似乎来自月球表面的衍射光线。”

两颗明亮的恒星也可以在序列早期的背景中看到,在被行星遮挡之前。最右边的是欧米克隆金牛座,在它的上方和左侧是西金牛座,它实际上是一个四重恒星系统。两者都是金牛座的一部分。

据悉,太阳轨道飞行器利用金星的引力使其更接近太阳并使其轨道倾斜,进而实现上下摆动以便“俯视”太阳。通过这个有利位置,太阳轨道飞行器将最终捕捉到太阳南北两极的第一张图像。

仅仅一天之后的8月10日,ESA和JAXA的BepiColombo任务也飞越了金星。

相关报道:体验飞掠金星的非凡景象和声音

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,本周早些时候,欧洲航天局(ESA)的太阳轨道飞行器和BepiColombo宇宙飞船进行了一次历史性的金星飞掠,在33小时内它们彼此擦肩而过,另外还在相遇期间捕获了独特的图像和数据。

当地时间8月9日,ESA和NASA的太阳轨道飞行器以7995公里的距离飞过金星,而ESA和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的BepiColombo任务于8月10日以距离金星表面仅552公里的距离掠过。这些近距离飞行是为了给航天器提供重力帮助,以帮助它们到达下一个目的地。在2025年进入轨道之前,BepiColombo将在10月1日至2日夜间对水星进行六次飞掠中的第一次。太阳轨道飞行器将于11月27日近距离飞掠地球,随后金星的弹弓将倾斜其倾角以便其首次看到太阳的两极。

金星近距离飞行需要极其精确的深空导航工作,以此以保航天器在距离地球1.877亿公里的距离上处于正确的接近轨道上,据悉,精确度需要达到几公里以内的级别。

感觉热量

正如预期的那样,BepiColombo近距离飞越睡醒时,航天器模块从这颗星球的夜侧向昼侧传递时感受到了热量的迅速增加。位于遮阳板内部的JAXA水星磁层轨道器(MMO)则记录了其八块太阳能电池板中的一个上升了110摄氏度,即从-100oC上升到+10oC。而在航天器内部,则只观察到2-3oC的增幅,这证明了绝缘的有效性。

在欧洲水星传输模块上,在航天器散热器上观测到了50oC的温度上升,而水星行星轨道器(MPO)记录了约20oC的变化。

引力拖拽

太阳轨道飞行器和BepiColombo探测器也在它们的反作用轮的角动量中感受到了行星的巨大引力,其反作用轮用于保持航天器的姿态从而使其指向轨道。

搭载在BepiColombo MPO上的意大利弹簧加速度计(ISA)以极大的灵敏度记录了航天器测量到的加速度。ISA团队随后将加速度数据转换为频率,从而使人耳能够听到。由于行星的重力作用于航天器结构,航天器对快速温度变化的反应以及努力补偿这些影响的反作用力,由此产生的声音充满了有趣的效果。

当飞船以不同的距离飞过金星时,加速度计还能感受到潮汐对飞船的影响。BepiColombo的质心和ISA相对于金星的万有引力之间的微小差异可以被探测到,这是加速度计首次在另一颗行星上记录到这种效应。该团队正在分析这些宝贵的数据并将利用测量结果作为参考,在水星的科学阶段之前对仪器进行微调。

多点科学

在飞掠过程中,许多科学仪器都是打开的,从而能够利用这个机会来收集关于金星磁场、等离子体和航天器周围粒子环境的数据。此外,这两次飞越的独特之处在于,这两组数据可以从行星轨道飞行器通常不会采集的位置进行比较。

来自两个航天器的磁力计小组报告称,他们在数据中看到了飞越的影响,这让他们得以罕见地一瞥太阳风跟行星大气的相互作用。

BepiColombo MPO磁力计团队在飞越金星时对总磁场的变动性进行了简单的声波化。该音频捕捉了由太阳风及其跟金星的相互作用引起的低频风状噪音。飞船在弓形激波处突然过渡到非常平静的太阳风的过程被清楚地记录下来。

太阳轨道器磁力计团队还描述了当它们经过行星的侧翼时,由于磁场的压缩磁场的大小在增加,然后当它们穿过弓形激波再次进入太阳风时磁场急剧下降。

当太阳轨道器穿过磁层的尾部从弓形激波进入太阳风时,BepiColombo处于“上游”,所以研究小组将知道整个遭遇过程的输入磁场条件以观察金星如何影响下游的太阳风。对这两组数据进行详细的分析则需要数周的时间。

另外,BepiColombo MPO和MMO上的传感器还在监测磁气圈和金星附近的离子循环。粒子跟随电磁场也跟电离层和大气中的过程密切相关。如MPO上的SERENA/PICAM离子粒子探测器清楚地测量了在最近的接近过程中氢离子密度的峰值。SERENA是寻找外逸层填充和释放自然丰度仪器套件,PICAM则是行星离子照相机。

通过这次近距离接触,MPO的水星辐射计和热红外成像光谱仪(MERTIS)可以捕捉到金星大气层的光谱,与此同时,金星完全占据了它的视野。自20世纪80年代早期的金星15号任务以来,还没有获得过如此高分辨率的金星光谱。对MERTIS数据的初步观察显示了预期的二氧化碳带和更多光谱特征的暗示。详细的分析揭示大气的热结构和潜在的二氧化硫丰度将需要数周的时间。除了这些数据的科学价值外,它还将有助于验证仪器校准,进而为航天器对水星的首次热红外观测做准备。

金星抢镜

这两项任务中都不可能使用科学相机拍摄高分辨率的金星图像,但都可以使用其他仪器拍摄黑白图像。

太阳轨道飞行器的SoloHI成像仪在金星接近地球前几天观测到了金星的夜侧。SoloHI则通常能通过捕捉被风中的电子散射的光来拍摄太阳风的图像。太阳风是太阳不断释放出的带电粒子流。在飞掠金星之前的日子里,该望远镜捕捉到了金星日面引人注目的眩光。下图展示了金星从左面穿过视野的情景,太阳在右上方的镜头外。这颗行星的夜侧是被太阳隐藏的部分,它看起来像一个被明亮的新月光包围的黑暗半圆。

BepiColombo的三台监控摄像机则拍下了一系列黑白快照,从接近夜晚开始到最近的接近再到行星从视野中消失。

接下来去哪里?

太阳轨道飞行器和BepiColombo探测器今年都有一次飞越。

在10月1日至2日的晚上,BepiColombo将首次看到它的目的地,在距离水星200公里的距离上进行六次近飞。这两个行星轨道飞行器将于2025年底被送入水星轨道,其任务是研究这颗神秘的内行星的各个方面--从其核心到表面过程、磁场和外逸层,以便更好地了解一颗靠近其母恒星的行星的起源和演化。

11月27日,太阳轨道飞行器将以460公里的高度最后一次飞越并由此展开它的主要任务。它将继续定期飞越金星以逐步增加轨道倾角,从而以最好地观察太阳的未知极地地区,这是理解太阳11年活动周期的关键。




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