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地球飞越为BepiColomb爱子河村o带来新的科学机遇

天文学与空间 2021-11-29 00:01:16

由欧洲航天局 由欧洲/日本BepiColombo任务上的水星辐射计和热红外光谱仪(M ERTIS)进行的首次月球表面热红外光谱测量

MERTIS是一种研究天体表面成分的新型仪器,它是在2020年4月10日BepiColombo的地球飞越期间获得的测量结果

视频中的每个图像代表一个观察结果

中间的彩色条纹是月亮在较冷的周围空间的热红外反射

由于各种矿物质吸收和发射热红外辐射的方式不同,科学家可以从MERTIS数据中清楚地了解所研究天体的表面组成

MERTIS是专为研究水星而设计的,水星是离太阳最近的行星,表面温度超过400摄氏度

科学小组看到了月球表面如此明显的冷得多的迹象,证明该仪器一旦到达目的地,将能够获得比预期更高质量的数据。观测是在700,00 0公里的距离上进行的,这比欧空局的水星行星轨道飞行器(MPO)的轨道要远2000倍,水星行星轨道飞行器是携带MERTIS仪器的BepiColombo任务的两个轨道飞行器之一

此外,气象和遥感信息系统使用其校准端口而不是主端口进行测量,主端口目前隐藏在水星转移舱(MTM)后面,运载MPO和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的水星磁层轨道器前往目的地

学分:德国航空航天中心和明斯特大学 欧洲-日本水星探测器BepiColombo上的科学仪器状况良好,可以在spacecr aft到太阳系最内部行星的长时间航行中收集高质量的数据。尽管不是为此目的而设计的,但在该任务中合作的团队在航天器4月份飞越地球时了解到了这一点

2020年4月10日世界协调时04:25分,地球轨道收紧操作使BepiColombo距离我们星球的表面近了12,689公里,这为测试欧空局水星行星轨道飞行器(MPO)上的11个仪器中的6个提供了机会

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的水星磁层轨道飞行器MIO号上的三个仪器的七个传感器也在运行,安装在水星转移舱(MTM)上的三个“自拍”相机也在运行,该舱将两个科学轨道飞行器运送到目的地

“很高兴看到我们操作的所有仪器都运行得非常好,并提供了很好的结果,”欧空局的贝皮科龙博项目科学家约翰内斯·本霍夫说

“我们以前从未有过这么好的机会在太空中测试它们

看到不仅没有任何问题,而且数据质量很好,尽管仪器是专门为水星设计的,这真是太棒了

" 比预期的要好 例如,汞辐射计和热红外光谱仪是一种研究天体表面组成的新型仪器,它在地球飞越期间对月球进行了测量

然而,月球的表面比水星的表面要冷得多,这使得观测特别具有挑战性

德国航空航天中心的约恩·赫尔伯特是气象信息系统的联合首席研究员,他说:“我们在研究最热时温度可能在100℃左右的东西,而我们让气象信息系统研究水星,它的温度可能在400℃以上。”

“此外,我们将从不到1000公里的距离观察水星,而在飞越期间,月球在70万公里之外

" 除此之外,气象卫星通过它的第二港口而不是主要港口来观察月球,主要港口目前被MTM所覆盖

尽管如此,该仪器还是捕捉到了一组独特的数据

“以前没有人从太空观察过这个光谱范围内的月球,”约恩说

“这是同类数据中的第一个,至少和我们希望的一样好

" 信贷:欧空局/比利时-哥伦比亚/MPO-MAG/IGEP-IWF-IC-ISAS,CC BY-SA 3

0 IGO 下一站:金星 对于即将进行的两次金星飞越来说,结果是令人鼓舞的。自2014年金星快车任务结束以来,欧洲宇宙飞船从未访问过这颗行星,目前只有一个名为晓的日本任务在轨道上运行

约翰尼斯说:“现在我们知道了这种创新仪器的能力,我们可以在两次飞越金星期间尽可能多地利用它。”

“其他乐器也是如此

它使我们能够以我们在设计时不一定预见到的方式最大化整个任务的科学潜力

" 10月15日,地球将第一次经过金星,距离约10 630公里

飞船将于2021年8月第二次飞越金星,距离金星表面约550公里,比晓轨道更近

“有一些仪器,包括MERTIS和PHEBUS紫外分光镜,可以在金星上进行测量,这是我们以前任何任务都做不到的,”约恩说

“我们将能够获得大量关于金星稠密大气层的数据,其方式类似于我们在20世纪80年代从苏联的金星15号和16号任务中获得的数据

这将提供一个独特的比较

" 磁场的“声音” 不仅仅是金星给贝皮科龙博团队带来了不可预见的科学机遇

就像默蒂斯一样,MPO磁场调查仪器(MPO-MAG)是专门为水星设计的

MPO磁强计的专长是测量弱磁场,比如太阳系中最小的岩石行星的磁场

然而,该仪器仍然能够在地球飞越期间获得有用的数据,这有助于为未来的测量对其进行校准

“如果你把我们的磁力计放在地球表面,你就不能测量任何东西,因为磁场太强了,”德国布伦瑞克技术大学的丹尼尔·海纳说,他是MPO磁力杂志的首席研究员

“事实证明,飞越期间最近的一次接近距离地球足够远,我们仍然可以进行良好的测量

" 学分:航天器艺术家印象:欧空局/ATG媒体实验室;磁场动画:NASA的戈达德太空飞行中心;太阳耀斑视频:SOHO(欧空局& NASA);极光视频:欧空局 MAG-MPO数据显示,太阳风——从太阳流向行星际空间的不断流动的带电粒子——在飞越的那天非常安静

它还显示了贝皮科龙波遇到所谓的弓形激波的时刻,弓形激波是一种尖锐的边界,当它与太阳风相互作用时,形成于地球磁环境的外部边缘

这些数据反映了探测器是如何穿过磁鞘的,磁鞘是一个仍然受到行星际等离子体严重影响的湍流区域,并穿过磁层顶的,磁层顶是地球磁场占主导地位的边界

该小组还从其他仪器,特别是MTM仪器的干扰中获得了宝贵的见解

一旦到达水星,MPO号将与MTM号分离,但是在七年的航行中能够过滤掉推进舱的噪音为以前计划外的科学研究打开了新的机会

与太阳轨道飞行器协同工作 “这是研究太阳风的一个非常有趣的时刻,”丹尼尔说

“我们现在有几个最近发射的朝向太阳方向的宇宙飞船,其中有一些类似的仪器

有欧空局的太阳轨道飞行器和美国宇航局的帕克太阳探测器

它们位于离太阳不同距离的日光层,例如,这使我们能够跟踪日冕物质抛射,并研究它们从太阳传播时的速度和强度变化

" 尽管最初的重点是水星,但MAG-MPO团队现在计划在七年的旅程中的大部分时间里继续测量太阳风

约翰尼斯预计,特别是与欧空局自己的太阳轨道飞行器协同工作,将能够实现巨大的协同效应,并为围绕太阳的环境研究提供一种新的方法

他说:“通过BepiColombo地球飞越,我们能够证明我们的仪器即使在巡航阶段也表现良好。”

“现在我们知道,我们可以利用太阳系内部现有的航天器网络,进行一些真正的创新科学研究

"

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