一艘宇宙飞船正利用火星大气层来更接近这颗行星

ExoMars 探测器运行良好,并且正在减速。

无论是在刺耳的刹车声中停下来,还是轻轻地降低速度,在地球上减速都可能很困难。但在真空中刹车时,你需要发挥创意。这就是为什么像美国宇航局的 火星勘测轨道器 和欧洲空间局的 金星快车 这样的航天器使用它们正在研究的行星的大气层作为外部刹车,在数月内减速并逐渐接近目标轨道。

这个过程叫做“大气刹车”,而欧洲空间局的 ExoMars 痕量气体轨道器目前正处于该过程的最后几周,它几乎用了近一年的时间将太阳能电池板和机身探入火星大气层,以减速并降低到更靠近火星表面的轨道。

这就像你在滑雪橇在山上高速下滑时,伸出手插进雪里来减速;或者当你高速冲向地面时,用手摩擦塑料滑梯来调整速度。这种摩擦力足以让你减速到更舒适的速度——无论你是一个滑行的人还是一颗飞速运行的卫星。

最终,ExoMars 痕量气体轨道器将以距离火星表面 248 英里(400 公里)的高度运行,这与国际空间站相对于地球的高度大致相同。在这个高度,绕火星运行只需 2 小时,而比 去年 3 月 开始大气刹车过程时的每日一次轨道,以及比之前 4.2 天 的轨道要快得多。

探测器终于达到了完美的点,现在的高度 让它每三个小时绕火星一周

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ExoMars TGO 所取得进展的大致按比例缩小的示意图。粗灰线表示一小时内航天器轨道的变化。蓝色显示当前轨道,红色显示 2018 年 3 月的轨道,绿色显示团队正在瞄准的轨道。ESA

大气刹车过程于 2017 年 3 月开始,在 2017 年夏天(地球和火星位于太阳两侧时)暂停,并在 8 月重新开始。在此期间,它减速了惊人的 1748 英里/小时(781.5 米/秒),并进入了更接近圆形的轨道。

地球上的科学家们必须每天 向轨道器发送指令,以确保它保持在最佳位置。火星大气层的密度变化很大,所以科学家们必须确保轨道器以完全正确的方式定位,以便在不失去控制的情况下减速。

一旦轨道器进入恰当的位置,科学研究就可以正式开始了。

痕量气体轨道器(可以预见地)专注于了解火星大气层中的痕量气体。轨道器上的两套仪器将寻找少量气体,例如 甲烷,这种气体在地球上可能源自地热源(如火山或喷气孔)或生物源(如 )。弄清楚大气中有 多少甲烷 以及确定其来源,可以让我们更深入地了解 火星 的本质。

一台板载相机 将拍摄轨道器探测到的任何潜在甲烷源的图像,而另一台仪器则寻找地表附近或地表以下的冰冻水源。

2016 年,该轨道器与 Schiaparelli 着陆器一同抵达火星,该着陆器在着陆过程中 在火星表面坠毁。但另一位同伴 ExoMars 2020 号火星车 计划于 2020 年发射

 

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