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探测器列传:27.火卫一之旅

2025/2/22
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科学史评话最新专辑

AI Deep Dive Transcript
People
主持人
专注于电动车和能源领域的播客主持人和内容创作者。
Topics
我作为主持人,在节目中讲述了苏联在1988年开展的福波斯探测计划,旨在探测火星卫星火卫一。探测器发射过程中面临诸多挑战,首先是探测器超重一吨,超过了质子号火箭的运载能力。为了解决这个问题,我们探讨了重新设计上面级,使用氢氧燃料提高比冲的方案,但由于苏联航天机构当时专注于能源号火箭和航天飞机项目,最终决定采用探测器自身发动机作为第五级火箭来提供入轨推力。为了满足任务需求,探测器需要携带8个燃料罐,增加了重量。为了减重,探测器对姿态控制发动机和计算机进行了整合,但苏联当时的电子工业水平限制了计算机的体积和性能。在电池选择方面,我们比较了涅氢电池和锂电池,最终选择了更安全的涅氢电池。经过一系列调整,福波斯1号和2号探测器于1988年7月7日和12日发射升空。发射成功后,工程师们可以休息,但地面测控人员仍在坚守岗位,并成功完成了探测器的轨道修正。苏联的测控网络由于地理位置限制,效能不如美国,但美国也参与了测控活动。在前往火星的途中,福波斯探测器对太阳辐射进行了研究,包括X射线、紫外线和可见光波段,获取了太阳色球层和日冕层的三维立体结构,确定了太阳风的粒子成分,还研究了来自宇宙深处的伽马射线暴,并成功探测到了太阳的日震现象。然而,福波斯一号由于程序员的低级错误,导致探测器姿态发生变化,最终失联。福波斯二号虽然也出现了一些小故障,但最终成功进入环绕火星的轨道,并进行了多次精确的轨道调整以接近火卫一。在接近火卫一的过程中,福波斯二号拍摄了照片,并准备投放长寿命自动工作站和移动探测器。然而,在投放着陆器前夕,福波斯二号突然失联,原因可能是火卫一表面尘埃、太阳活动以及高能带电粒子轰击等因素造成的。尽管福波斯二号任务未能完全完成,但仍取得了大量成果,包括拍摄了大量高质量的电视图像和光谱图,并对火星表面进行了热成像。这些数据有助于研究火卫一的结构和轨道信息。苏联的火星探测之路屡屡受挫,而俄罗斯的福波斯土壤计划延续了苏联的探测方案,增加了采样返回环节。中国的萤火一号探测器搭载俄罗斯的福波斯土壤探测器发射失败后,中国开始独立研发深空探测器,并取得了显著成就,例如天问一号探测器成功探测火星,并部署了祝融号火星车,天问二号探测器也准备开展小行星采样返回任务。

Deep Dive

Shownotes Transcript

1988年的7月7号,福波斯1号从哈萨克斯坦的拜科努尔发射升空,12号福波斯2号发射,这两枚探测器一前一后,直奔火星去了。 拉沃契金的工程师们终于可以回家睡个好觉了。地面测控人员是另外一批人,他们还在坚守岗位。16号和21号,这两颗探测器分别进行了轨道修正,完成的很顺利。 苏联的测控站分布在克里米亚、远东乌苏里斯克、还有乌兹别克的苏法射电天文台。他们拥有好几个口径70米的射电望远镜天线,无奈苏联地理位置不好,纬度太高,这一点不如美国人的测控网络,不过对于科学探索,大家还是可以通力合作的,美国人也参与了测控活动。苏联的测控人员本来是在克里米亚,后来移交给了莫斯科的测控中心。 这两枚探测器在路上也没闲着,它们俩都对太阳辐射进行了研究。首先是在X射线波段、紫外波段和可见光波段对太阳光谱进行研究。获取了太阳色球层和日冕层的三维立体结构。确定了太阳风的粒子成分。还研究了来自宇宙深处的伽马射线暴。这两颗探测器还成功的探测到了太阳的日震……