资讯首页   焦点新闻   国内新闻    国际新闻   产经新闻    深度解读    技术前沿   航天政策法规     视频    

卡西尼号的绝唱:NASA解释其撞击土星自毁前的最后信号

时间:2017年10月13日 信息来源:cnBeta.COM 点击: 【字体:

2017 年 9 月 15 日,卡西尼号探测器以冲向土星大气层的形式,迎来了它生命中最壮烈的时刻。现在,美国宇航局(NASA)工程师们放出了卡西尼号在消失前最后回传的遥测信号。卡西尼号的牺牲,是一个精心策划的大结局,目的是获取 20 年的任务期内无法获得的第一手数据。另一方面,在卡西尼号即将耗尽推进剂的时候,为了防止地球上的微生物污染土星的某颗卫星,这么做也是不得已而为之。

210b7e05687310d.jpg

卡西尼最后阶段的遥测信号

进入土星大气后,卡西尼号会在数分钟内燃烧殆尽。在期期间,该探测器还需要尽可能长时间地传回科学和飞船的性能数据,所以卡西尼号搭载的 8 个科学仪器(以及指向地球的天线)也一直工作到了最后。

远在加州帕萨迪纳的 JPL(喷气动力实验室)飞行控制中心,特地对卡西尼号进行了编程,点燃推进剂、以 0.5 牛顿(约为地球上半个网球的重量)来短暂推进和保持平衡,让它不至于在越来越大的气压中过早破裂。

据 NASA 所述,当卡西尼号还在火星高空的真空环境中时,这番推进器校正也是很有必要的:

几乎不存在的大气,对围绕地球旋转、轨道速度 29000 km/h(18000 mph)的国际空间站来说,需要运转多年才能产生些许的影响。

但是卡西尼号的速度达到了 113000 km/h(70000 mph),因而即便在真空环境下,其撕裂力度也和在平流层中差不多。

卡西尼号进入火星大气层时的想象图

操控卡西尼号航天器的 JPL 首席 Julie Webster 表示:

为保证天线指向地球,我们利用了所谓的‘启停控制’(bang-bang control)方法。

我们给它设置了一个可以旋转的范围,当它的某个方向上达到极限时,就可以触发某个推进器,向着反方向修正。

遥测数据显示,在撞向土星时,卡西尼号可以借助低功率推进器,以每隔几分钟不到 0.1° 的摆动范围朝向地球,以补偿这个巨大行星的重力场所产生的潮汐效应(对引起卡西尼号的旋转)。

在上空大约 1900 公里(1200 英里)的时候,卡西尼号恰到好处地迎合了土星的大气层,它那 11 米(36 英尺)的磁强计开始像船帆一样运作,以使得该航天器向后旋转。

91 秒钟之后,推进器必须进行更大力、更频繁、更长时间的点火修正,直到迎来最终 20 秒的满功率运行。即便最终,变大的气压还是会使得天线失去朝地球方向的锁定。

不过,由于相隔 15 亿公里(9.33 亿英里),其终场信号仍需等待 83 分钟后才能传递到 NASA 的深空网络、以及地球上的飞行控制中心。

NASA 表示,卡西尼号的信号并不是立即消失,在遥测数据率先抵达之后,其无线电波在 24 秒后才被切断。

过了一会,屏幕上甚至又冒出了一段神秘的绿色突波,但 Webster 解释那只是旁波。

与激光束不同,无线电波是有可能回荡一下,形成一种狭窄的、类似于叶片状的波形。当飞船的天线在旋转的时候,监听器捕捉到的是狭窄的无线电信号中没有聚焦的那部分。


(作者:佚名)
返回顶部