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是谁发现月球上有水,是谁看到了冥王星上的桃心,是谁揭示了宇宙的奥秘,它们就是空间探测器。
空间探测器是对地球大气层以外整个太阳系内的空间,包括除地球以外的所有天体进行就近探测或实地考察的无人航天器。
世界上第一个空间探测器是1958年10月美国发射的月球探测器——先驱者-1,从那时起,人类迈向太阳系空间的探测活动已有近60年的历史。在此期间,人类先后发射了210多个空间探测器。
20世纪60年代至70年代,美国、苏联两国在航天领域展开激烈竞争,密集地发射探测器,并不断追求到达更远的目标。近20年间,两国共实施了近70余次空间探测任务。
苏联在这一时期取得了巨大成就,尤其是在月球探测领域取得多个第一。
1959年1月发射的月球1号第一次飞越月球;
1959年9月发射的月球2号第一次实现月球撞击;
1959年10月发射的月球3号第一次获得月球背面照片;
1966年1月发射的月球9号第一次实现月球软着陆;
1970年9月发射的月球16号第一次实现月球采样返回等。
苏联开创了金星探测的先河,是世界上发射金星探测器数量最多的国家。
1961年发射的金星-1是世界上第一个金星探测器;
1965年发射的金星-3是世界上第一个撞击金星的探测器;
1970年发射的金星-7第一次实现金星软着陆等。
苏联还是世界上最先开展火星探测的国家。
1962年发射的火星-1是人类第一个飞往火星的探测器;
1971年发射的火星-3是第一个在火星表面着陆的探测器。
这一时期,美国的空间探测成就斐然。在月球探测方面,美国通过“勘测者”和“月球轨道器”计划突破了月球着陆技术,获得了月面全景图像、月球地形地貌和化学物理特性数据,以及月球重力场、磁场、电磁辐射等相关数据,为阿波罗载人登月奠定了技术基础。
美国的海盗-1和海盗-2火星探测器在火星成功着陆并工作数年,获得大量火星环境数据,为美国后来的火星探测任务打下基础。此外,
1978年8月发射的先驱者-金星-2成功探测金星;
1973年11月发射的水手-10是世界上第一个飞越水星的探测器;
1977年8月发射的旅行者-2是世界第一次完成木星—土星—天王星—海王星“四星联游”的探测器;
1977年9月旅行者-1造访了木星和土星,已在太空飞行40年,是离地球最远的人造物体,即将飞出太阳系。
20世纪80~90年代中期是全球空间探测活动的“平静期”。美国、俄罗斯/苏联空间竞争的重点转向空间站、航天飞机等载人航天项目。
美国发射了“麦哲伦”金星探测器、“伽利略”木星探测器、“克莱门汀”月球探测器、“火星探路者”火星探测器等,均获得成功。
俄罗斯/苏联发射“维加”系列探测器,释放了金星气球,探测金星和彗星取得成功。
在此期间,欧洲、日本也开始参与到空间探测活动中,成功实施了“乔托”、“先驱”等彗星探测任务、“飞天”月球探测任务和“尤里塞斯”太阳探测任务等。
20世纪90年代中期至今,空间探测进入以科学探测为主要驱动力的“成熟期”。美欧合作的“卡西尼-惠更斯”探测器实现了土星绕飞和土卫六着陆,“尤里塞斯”探测器第一次进行太阳两极的探测。
美国“星尘”和“起源”探测器带回彗星粒子和太阳风粒子,“索杰纳”、“勇气”和“机遇”漫游车登陆火星;欧洲“金星快车”探测器进入金星轨道;日本“隼鸟”探测器实现小行星采样返回。进入21世纪,印度也加入空间探测阵营,成功发射了月船-1月球探测器。
中国探月工程也叫作嫦娥工程,规划为三期,也就是“绕、落、回”三步走战略。目前,我国已经成功发射嫦娥1号、嫦娥2号、嫦娥3号月球探测器,在月球探测上收获颇丰。
其中,嫦娥1号是我国首个月球探测器,于2007年10月24日从西昌卫星发射中心发射升空。
嫦娥2号于2010年10月1日发射升空,它获取了7m分辨率的月球表面三维影像数据,并完成虹湾局部区域1.3m成像。完成既定任务后,嫦娥二号飞向拉格朗日L2点,进行更多探测任务,成为世界上首个从月球直接前往拉格朗日点的探测器。
之后,嫦娥二号飞向图塔蒂斯小行星进行再拓展试验。目前,嫦娥二号已经成为太阳系的小行星,围绕太阳做椭圆轨道运行,预计会在2020年前后回到地球附近。
嫦娥3号探测器于2013年12月12日发射,是中国第一个月球软着陆无人登月探测器。它带着玉兔号月球车在月球雨海西北部着陆,并开展科学探测等任务,获得了多项世界首次科研成果。工作了31个月后,嫦娥三号探测器正式退役。
目前全球空间探测活动的重点领域包括月球探测、火星探测、水星与金星探测、巨行星及其卫星探测、小行星与彗星探测。
月球探测的下一步将是利用机器人技术、先进钻岩技术、先进测量分析技术等对月球资源及其蕴藏量进行全面深入的勘察,为载人登月和建立月球基地获取重要的数据资料。
小行星探测也成为未来空间探测的热点之一,美国、日本都提出了在未来几年实施新的小行星采样返回任务。而一些大胆的企业家还将近地小行星作为新的资源发掘地。
空间探测永远充满着风险与挑战,更有新的奥秘等待解答。尽管宇宙探索的道路崎岖不平,但人类走出地球,探索和利用太空的步伐永远不会停止。
来源/《世界航天器大全》
改编/杨斯爽
审校/杨洁
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