章節12(1 / 3)

章節12

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XMM-牛頓衛星

XMM-牛頓衛星是歐洲航天局1999年發射的一顆X射線天文衛星,具有極高的譜分辨本領。XMM-牛頓計劃始於1984年,1997年3月開始建造,原名為“高通量X射線分光任務”,為紀念英國著名物理學家牛頓而命名XMM-牛頓衛星。1999年12月10日,XMM-牛頓衛星在法屬圭亞那的庫魯發射場發射升空。它的軌道是橢圓形,近地點7 000千米,遠地點114 000千米,軌道傾角40°,周期48小時。XMM-牛頓衛星原計劃壽命為2年,但是將延期至最早2010年。

XMM-牛頓衛星重3.8噸,長10米,太陽能電池帆板展開後寬16米。衛星上搭載的主要科學儀器有:

3台掠射式X射線望遠鏡,每個望遠鏡由58個套筒組成,采用沃爾特Ⅰ型構造,最大的一層直徑為70厘米,焦距為7.5米;總接收麵積達到4,300平方厘米,是由意大利科學家製造的。

3台歐洲光子成像照相機,工作能段為0.2-12keV,位於X射線望遠鏡的焦平麵上,用於X射線成像、X射線測光和中等分辨率分光。2台反射式光柵分光儀,位於X射線望遠鏡的焦平麵上,可以獲得高分辨率的X射線光譜。

光學監視器,是一個口徑30厘米的R-C式光學/紫外望遠鏡。

X射線天文衛星

X射線天文衛星是以觀測天體的X射線輻射為主要目的的人造衛星,是X射線天文學的主要研究設備。第一顆X射線天文衛星是1970年12月12日美國在肯尼亞發射的烏呼魯衛星,該衛星原名“探險者”42號,又名“小型天文衛星”1號。除了烏呼魯衛星以外,1970年代至1980年代,各國還相繼發射了一係列X射線天文衛星,包括英國的羚羊5、荷蘭天文衛星、美國的小型天文衛星3號、高能天文台1號(1977年)和高能天文台2號(又名“愛因斯坦衛星”)、歐洲的X射線天文衛星、日本的銀河衛星等。其中1978年發射的愛因斯坦衛星首次采用了大型掠射式X射線望遠鏡,能夠對X射線源進行成像,是20世紀70年代取得成果最多的X射線衛星。

行星和行星際探測器

行星和行星際探測器是對太陽係內各行星進行探測的無人航天器。20世紀60年代初期,美國和前蘇聯發射了多種行星和行星際探測器,分別探測了金星、火星、水星、木星和土星,以及行星際空間和彗星。探測器離開地球時必須獲得足夠大的速度才能克服或擺脫地球引力,實現深空飛行。探測器沿著與地球軌道和目標行星軌道都相切的日心橢圓軌道運行,就可能與目標行星相遇,或者增大速度以改變飛行軌道,可以縮短飛抵目標行星的時間。為保證行星和行星際探測器的進入預定軌道正常工作,需要探測器自主控製飛行軌道,並解決低數據率極遠距離傳輸問題,同時需要利用空間核能源進行能量供應。

行星探測

人類長期借助於天文望遠鏡觀測行星圓麵的細節,發現了土星環、木星衛星和天王星;運用萬有引力定律陸續發現了海王星和冥王星;借助於近代照相術、分光術和光度測量技術對行星表麵的物理特性和化學組成有了一定的認識。然而人們在地麵隔著大氣觀測行星,已經不能滿足對行星的深入研究。行星和行星際探測器為行星研究打開了新的局麵。探測的方式有:

(1)從行星附近飛過拍攝照片,測定它們的輻射和磁場;

(2)在行星表麵硬著陸,直接探測行星大氣;

(3)繞行星飛行,成為行星的人造衛星;

(4)在行星上軟著陸,對行星表麵進行細致地分析與探測。通過這些觀測,人們獲得了大量關於行星的表麵、大氣、周圍空間和行星際空間的測量資料,加深了對行星的地質、地貌、磁場、輻射帶和大氣成分以及行星際空間的認識,證實了火星、金星上並無地球上生命形式的存在。