先驱者金星轨道飞行器(英語:Pioneer Venus Orbiter),也称为“先驱者金星1号”或“先驱者12号”,是美国作为先驱者金星计划的一部分所执行的一项太空探索任务。1978年5月,先驱者金星轨道飞行器由擎天神-半人马运载火箭发射升空,1978年12月4日,探测器进入环金星的椭圆轨道,直到1992年10月,它一直都在向地球传回数据[1][3]。
发射和抵达金星
1978-1980和1992年间先驱者金星1号的轨道姿态
1978年5月20日13点13分,先驱者金星轨道飞行器由一枚擎天神 SLV-3D 半人马-D1AR从卡纳维拉尔角36A号发射台发射升空。为快速平稳地抵达金星,该探测器被部署在日心轨道上,入轨时间发生于1978年12月4日。
航天器
位于肯尼迪航天中心的先驱者金星1号
先驱者金星轨道飞行器是由休斯飞机公司依据HS-507型卫星平台所制造[4],该飞行器是一只扁平的圆柱体,直径2.5米(8.2英尺) ,长1.2米(3.9英尺)。除磁强计外,所有的仪器和航天子系统都安装在圆筒前端,而磁强计则位于4.7米(15英尺)长的吊杆末端; 圆筒的外侧包覆着一组太阳能电池板;一面直径1.09米(3.7英尺)的反自转碟形天线通过 S和X波段与地球进行通信。该飞行器中还集成了一台”星-24“型固体燃料发动机,以提供进入环金星轨道的推力[4]。
从进入金星轨道到1980年7月,为便于雷达扫描和电离层测量,该探测器近拱点保持在142至253公里(北纬17度)之间,轨道运行周期24小时,远拱点为6.69万公里。此后,为节省燃料,允许近拱点上升至最大2290公里,然后再下降。
1991年,雷达测绘仪重新启动,与最近抵达的麦哲伦号金星探测器一起,以调查该行星以前无法探测到的南部地区。1992年5月,先驱者金星开启了最后阶段任务,在这一阶段中,近拱点保持在150至250公里(93和155英里)之间,直到航天器推进剂耗尽,之后轨道高度自然衰减。航天器将继续传回数据,直到1992年10月8日,在协调世界时19时22分收到最后一次信号[3]。1992年10月22日,先驱者金星轨道飞行器在再入金星大气层时解体[1]。
探测
根据先驱者号数据绘制的金星地图
先驱者金星轨道飞行器通过所携带的45公斤(99磅)设备进行了17项探测:[5]
先驱者金星轨道飞行器拍摄的金星紫外线图像
- 云光偏振仪(OCPP) ,用于测量云层的垂直分布,类似于先驱者10号和先驱者11号的成像光偏振仪(IPP)
- 表面雷达测绘仪(ORAD) ,用于测定地形和表面特征。只有当探测器接近4700公里以内时才能进行观测。一束20瓦的S波段信号(1.757赫兹)被发送到反射它的表面,探测器接收并分析回波,近拱点时的分辨率为23 x 7公里。
- 红外辐射计(OIR) ,用于测量金星大气层辐射的红外线。
- 空气辉光紫外光谱仪(OUVS) ,用于测量散射和辐射的紫外线。
- 中性质谱仪(ONMS) ,检测高层大气层成分
- 太阳风等离子体分析仪(OPA) ,测量太阳风特性
- 磁强计(OMAG) ,描述金星的磁场特征
- 电场探测器(OEFD) ,研究太阳风及其相互作用
- 电子温度探测器(OETP) ,研究电离层的热性质
- 离子质谱仪(OIMS) 用来描述电离层离子的分布
- 带电粒子延迟电位分析仪(ORPA) ,研究电离层粒子
- 两台射电科学实验设备来确定金星的重力场
- 描述大气特征的无线电掩星实验
- 研究高层大气的大气阻力试验
- 射电科学大气和太阳风湍流实验
- 记录伽马射线暴事件的伽马射线暴(OGBD)检测仪
先驱者金星轨道飞行器环绕金星的轨道
发射先驱金星轨道飞行器的擎天神-半人马运载火箭
先驱者金星轨道器飞往金星的轨道.
飞行器上集成的仪器:
设备
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全称
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类型
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厂商
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责任人
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质量
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电耗
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OCPP |
轨道器云光偏振仪 |
光电旋光仪 |
GISS |
J. Hansen |
5公斤(11磅) |
5.4 瓦
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ORAD |
轨道器雷达测绘仪 |
雷达 |
MIT |
G. Pettengill |
9公斤(20磅) |
18 瓦
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OIR |
轨道器红外辐射计 |
红外辐射计 |
JPL |
F. Taylor |
5.9公斤(13磅) |
5.2 瓦
|
OUVS |
轨道器紫外光谱仪 |
紫外光谱仪 |
LASP |
A. Stewart |
3.1公斤(6.8磅) |
1.7 瓦
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ONMS |
轨道器中性质谱仪 |
中性质谱仪 |
GSFC |
H. Neimann |
3.8公斤(8.4磅) |
5 瓦
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OMAG |
轨道器磁强计 |
磁强计 |
UCLA |
C. Russell |
2公斤(4.4磅) |
2.2 瓦
|
OEFD |
轨道器电场探测器 |
测量金星电场 |
TRW |
F. Scarf |
0.8公斤(1.8磅) |
0.7瓦
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OETP |
轨道器电子温度探测器 |
电子温度计 |
GSFC |
L. Brace |
2.2公斤(4.9磅) |
4.8瓦
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OIMS |
轨道器离子质谱仪 |
离子质谱仪 |
GSFC |
H. Taylor |
3公斤(6.6磅) |
1.5 瓦
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ORPA |
轨道器带电粒子延迟电位分析仪 |
离子电荷计 |
LPARL |
W. Knudsen |
2.8公斤(6.2磅) |
2.4 瓦
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OGBD |
轨道器伽马射线暴检测仪 |
伽马射线暴检测仪 |
LASL |
W. Evans |
2.8公斤(6.2磅) |
1.3 瓦
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- |
金星大气和电离层S和X波段无线电掩星研究(ORO) |
无线电设备 |
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A. Kliore (JPL) |
– |
-
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轨道器双频实验 (OGPE) |
- |
T. Croft (SRI)
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大气和太阳风湍流实验 (OTUR) |
- |
T. Croft (JPL)
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轨道器大气阻力试验 (OAD) |
- |
G. Keating (LRC)
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轨道器大气层内密度分布实验(OIDD) |
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R. Phillips (JPL)
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轨道器天体力学实验(OCM) |
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I. Shapiro (MIT)
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LASP: 大气和空间物理实验室 (科罗拉多大学波德分校); UCLA: 加利福尼亚大学洛杉矶分校; JPL: 喷气推进实验室; MIT: 麻省理工学院; GSFC: 戈达德太空飞行中心 GISS: 戈达德太空研究所; LRC: 兰利研究中心; ARC:阿姆斯研究中心; LASL: 洛斯阿拉莫斯国家实验室; SRI: 国际斯坦福研究所
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该探测器进行了雷达测高观测,从而绘制了金星表面首张全球地形图。
观测哈雷彗星
1986年2月期间,由于哈雷彗星靠近了太阳,从地球上无法对它进行观测,而先锋金星轨道飞行器能够从其金星轨道上观测到哈雷彗星。在彗星2月9日的近日点处,探测器上的紫外光谱仪观测到哈雷彗星慧核中水分的流失 [6]。
另请参阅
参考文献
外部链接