书城科普读物智慧百科(航天卷)
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第28章 宇宙探测器

向地外星球进军

人类向地外星球进军是在第一颗人造卫星进入地球轨道之后才开始的。如今,人类制造的宇宙探测器不仅为人类登上月球开辟了道路,而且已经遍访了太阳系的各大行星,同时正在向太阳系外更遥远的星球进军。人类对深空的探索、研究,具有重要的科学价值和社会价值,并产生了广泛而深远的影响。

首先是利用航天技术的优势,全面地了解和认识日地空间环境。例如考察高空辐射带,宇宙射线,太阳风等对地球上生态的影响;

其次,开发太阳系资源。在月球、火星上建立永久性空间基地,甚至为向这些地外星球移民创造条件;

再次,通过对各大行星形成的研究,考察地球形成的历史,探索生命的起源,同时发现更多的新天体,揭开宇宙演化的奥秘,寻觅宇宙人的踪迹等等。

当第一个月球探测器进入太空30多年之后,人类已经对太阳系各个天体进行了广泛深入的考察,并且取得了极其丰富和宝贵的资料,使人们对太阳系空间的认识大大加深了,甚至改变了过去长期建立起来的旧观念,并为进一步征服太阳系创造了有利的条件。

深空探测

宇宙探测器拍摄的地球照片

因为地球飞往行星的路途遥远,所以火箭不能携带更多的燃料,必须尽可能节约燃料,选择一条飞往行星的捷径。

1925年奥地利科学家霍曼首次提出飞向行星的最佳轨道只有一条,那就是与地球轨道及目标星轨道同时相切的双切式椭圆轨道,这条最佳轨道叫霍曼轨道。它利用地球和行星的公转运动,使探测器仅在初始阶段得到必要的速度,然后大部分时间是惯性飞行,这就节省了燃料,宇宙探测器只是飞行的时间较长。如果从地球起飞的初速度大约每秒11.5千米,那么沿着这条轨道飞往金星,单程需要约146天;如果从地球起飞的初速度为每秒11.6千米,则单程飞往火星需要259天左右;飞往水星的初速每秒14.2千米时,单程大约需1000天。

地球如果要飞往土星,需2200天;飞往天王星要5800天;飞往海王星要13000天。这只是以目前火箭技术达到的水平而言。将来如果研制成性能更好和推力更大的火箭,如采用原子火箭,光子火箭,则可中途加速,或接近直线飞行,就会缩短星际航行的时间。

迄今,各种宇宙探测器已先后对月球、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、哈雷彗星以及许多小行星、卫星进行了距离或实地考察,获得了丰硕的成果。像金星终日蒙上的一层密雾浓云及温暖世界,火星上的所谓人工运河和生命存在之谜,土星的奇异光环和卫星家族,最大的木星及其极光景观等,通过探测器的探访,大都陆续寻觅到了答案,而且不断获得新的发现,在人们面前展现出一幅崭新的太阳系面貌。

如今,经过了10年的漫长旅途,先驱者11号和旅行者2号探测器,在拜访众多行星之后,已经飞到了太阳系的边界地带。在它们身上肩负着人类神圣的使命,相信在不远的将来它们会奔向更加遥远的恒星世界。而形形色色,多姿多采的宇宙探测器必将在探索太空,开发宇宙中发挥更大的作用,再创佳绩!