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跟踪“朱诺号” 寻觅行星探测新办法

2020-01-14 科技日报 唐婷
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  朱诺号的重要迷信目标,就是研究并懂得木星的来源与退化,从无线电旌旗灯号特点层面反演木星重力场和大年夜气等重要信息。

  深空测控链路上的无线电旌旗灯号从航天器传播到地球上,被空中接收站接收,其途径上的相位、频率、幅度和极化特点的渺小变更,是行星无线电迷信探测存眷的重点。(图片来源于NASA)

  近日有媒体报导称,中国迷信家经过过程捕获美国“朱诺号”(Juno)木星探测器发回地球的无线电旌旗灯号,成功肯定了其多普勒频移,并由此肯定了其轨道;展开相干实验,是为了测试深旷空中控制站才能,以支撑中国将来将展开的行星际探测义务。

  上述针对“朱诺号”的跟踪丈量实验是若何展开的?行星无线电迷信探测可以赞助解答哪些迷信成绩?将来有哪些应用的偏向?科技日报记者采访了参与相干摸索实验的中国迷信院国度地理台研究员平劲松。

  紧盯“朱诺号” 展开开环跟踪丈量

  “朱诺号”木星探测器是美国国度航空航天局“新疆界筹划”实施的第二个探测项目。2011年8月5日,“朱诺号”从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角升空,于2016年7月6日达到木星捕获轨道,其重要迷信目标是研究并懂得木星的来源与退化。

  行星无线电迷信载荷是“朱诺号”搭载的29类迷信载荷中的重要一项,其重要经过过程1个直径为2.5米的高增益天线与空中停止无线电丈量与通信,从无线电旌旗灯号特点层面反演木星重力场和大年夜气等。

  “‘朱诺号’会赓续地向空中传回无线电旌旗灯号,迷信家可以像不雅测天然天体射电辐射那样停止空中主动丈量。但是由于地木之间间隔异常悠远,旌旗灯号非常微弱,想要及时精确捕获到相干旌旗灯号,对深空站而言是一项很有挑衅性的义务。”平劲松简介道。

  据悉,我国深空网于2012岁首年代步建成,佳木斯深空站、喀什深空站投入运转,重点支撑了嫦娥三号、再入前往飞翔实验义务等深空探测义务。为验证我国深空网的跟踪丈量才能,并获得行星无线电丈量数据,2016年10月至2017年8月时代,北京航天飞翔控制中间结合佳木斯、喀什深空站对木星探测器“朱诺号”停止了开环丈量实验。

  跟踪“朱诺号”要做哪些“作业”?平劲松简介道,基于空中的深空站要对“朱诺号”探测器停止跟踪,起重要精确控制“朱诺号”下行旌旗灯号的频点分布,和下行旌旗灯号达到空中天线接收机真个功率;同时,还要肯定“朱诺号”下行发送旌旗灯号的时辰、时段;另外,基于不合的战略,推敲木星—地球间隔上电磁波传输时间,对跟踪天线停止沿着对木星的视野偏向逆向周详指向引导也异常关键。

  “基于以上不雅测必备条件,深空站成功展开了屡次对‘朱诺号’跟踪与丈量。此次丈量实验是中国深空站在地木间隔上初次对深空探测器成功展开开环跟踪丈量。”平劲松指出。

  无线电探测 解开更多行星谜团

  展开行星无线电迷信探测,可以赞助解答哪些迷信成绩?

  深空测控链路上的无线电旌旗灯号从航天器传播到地球上,被空中接收站接收,其途径上的相位、频率、幅度和极化特点的渺小变更,是行星无线电迷信探测存眷的重点。

  “经过过程有效地分析这些数据,可以研究行星及它们卫星的大年夜气和电离层的构造、质量、行星环、彗星迹,同时也能够周详丈量行星重力场和行星历表,监督太阳风、行星际磁场活动,并用来考验狭义相对论,如探测引力波和引力红移等。”平劲松简介道。

  现实上,在50多年的太阳系探测过程当中,大年夜量的行星迷信探测成果并不是来自于探测器搭载的“迷信”载荷,而是来自于无线电测控和通信链路。月球与深空探测义务中,有相当一部分的迷信探测来自于星—地链路的高精度丈量。

  谈及行星无线电迷信探测技巧的应用偏向,平劲松简介,我国深空测控与迷信研究结合团队自嫦娥一号绕月探测义务以来,自发构成了该偏向的结合研究团队,并完成了探测技巧从无到有的生长,优化了月球长波重力场模型并发明月球外部依然活泼;应用空中射电天线探测了火星电离层季候变更特点;和周详丈量了冥王星和卫星的质量与密度。

  他进一步指出,在我国现有的月球、行星探测筹划中,可以应用这类办法展开包含月球与行星重力场与内构造、自迁移转变力学、大年夜气电离层的探测,和展开引力实际的验证探测任务,包含丈量高精度的万有引力常数、狭义相对论参数,验证等效道理等。另外,经过过程公道地设计测控链路,还无机会在射电波段展开空间低频引力波的探测。

打印 义务编辑:侯茜
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