您当前位置:首页 > 航天器

水手4号火星探测器

水手4号火星探测器,是美国研制的一系列行星探测器的第4个探测器,是第一个成功飞越火星的探测器,并传回了22张火星表面的照片。

水手4号于1964年11月28日成功发射,并于1965年7月14日在距离火星的一万公里的高空成功掠过,获得了第一批火星的照片。水手4号在飞越火星后进入日心轨道,并于1967年再次接近地球。水手4号于1967年12月21日与地面失去联系。

中文名称水手4号火星探测器英文名称Mariner 4
研制国家美国质量260.68千克
发射时间1964年11月28日发射场卡纳维拉尔角空军基地

探测器设计

水手4号探测器由八角形镁合金结构组成,对角线长度1270公厘,高度457公厘。上面有四个长度为6.88米的太阳能面板,上方亦置有一直径1168公厘的高增益碟形天线(parabolicantenna)。一个低增益全向天线(omnidirectionalantenna)置于高增益天线旁的一2235公厘高天线杆。水手4号总高度为2.89米。水手4号底部的中间有一个电视相机(televisioncamera)置于扫描平台(scanplatform)上。八角形框架里容纳了电子器材、缆线、中途推进系统(midcoursepropulsionsystem)、及姿势控制气体供应调节器。大部份的科学仪器置于框架的外面。科学仪器,除了电视相机之外,还有磁力计、尘埃侦测器、宇宙射线望远镜、(trappedradiationdetector)、太阳等离子侦测器(solarplasmaprobe)及离子室(盖格计数器)。

电力由四个170×90厘米的太阳能面板里的28224个太阳能电池提供,在火星上总共可提供310瓦电力。一个可充电的1200瓦小时的银─锌电池也可做操纵及备份用。单元推进剂联氨用来推进,借由装于八角形结构的一边上的1个4喷射翼片引导控制222牛顿马达。姿势控制由置于太阳能板底部及3个回转仪的12个冷氨气喷嘴提供。太阳辐射压力翼片(Solarpressurevanes)每片各有0.65平方米面积,附在太阳能板的尖端。位置资讯由四个太阳感应器、一个地球感应器、一个火星感应器及一个船底座α(老人星)提供。

通讯装备由一个双S频7瓦triodecavityamp/10WTWTA发射器及一个单接受器组成,可由低、高增益天线以8?或33?位元/秒速度传送及接收资料。资料也可储存于一个容量为5.24MBits的磁带记录器(taperecorder),稍后再传送。所有的动作由一个指令子系统控制,可处理任何29个directcommandwords或3个quantitativewordcommands,实施中途操纵功能。中央处理电脑及定序器(sequencer)操作已储存的时间序列指令(time-sequencecommands),以38.4kHz的同步频率做为时间参考。温度的控制借由使用可调整的天窗、多层隔热毯、铝护罩及表面处理达成。

发射过程

水手4号于1964年11月28日在卡纳维拉尔角空军基地成功发射。发射后,包覆水手4号的保护罩被抛弃。1964年11月28日14:27:23(UTC时间),AgenaD/Mariner4从AtlasD推进器分离。AgeneaD的第一次燃烧从14:28:14至14:30:38,将水手4号推到了地球停泊轨道(Earth parking orbit),第二次燃烧从15:02:53至15:04:28,将探测器投入火星转移轨道(Mar stransfer orbit)。水手4号于15:07:09从AgenaD分离并开始巡航模式运转。15:15:00,太阳能板展开,扫描平台拉开,16分钟之后获捕太阳(Sunacquisition)。

在包括一次1964年12月5日的中途操纵(midcourse maneuver)在内的7.5个月航程后,探测器于1965年7月14日、7月15日飞越火星。7月14日15:41:49UT启动行星科学模式。相机序列从7月15日00:18:36UT(7月14日美国东海岸时间下午7:18:49)以交替红绿滤镜取得21张照片及第22张照片的前21行。相片涵盖了火星地表上断续的长列,从接近40°N,170°E到35°S,200°E,50°S,255°E,相当于这颗行星的1%表面。最接近火星表面的距离为9846公里,当时为1965年7月15日01:00:57UT(7月14日美国东海岸时间下午8:00:57)飞越期间取得的照片储存于探测器上的磁带记录器中。02:19:11UT,水手4号通过火星背面,无线电讯息因而消失。讯号于03:13:04UT探测器重新出现后,再次取得。再度启动巡航模式。讯号再次取得后约8.5小时,磁带中的照片开始传回地球,并且一直持续至8月3日。所有的照片都传送两次以确保没有资料遗失或损毁。

水手4号成功地执行了所有规划的活动,并且回传了有用的资料从发射至1965年10月1日,当时距离地球309.2百万公里而天线方向使讯号取得暂时停止。资料获取(Dataacquisition)从1967年底回复。宇宙尘埃侦测器在9月15日的15分钟内记录了17次,这一场明显的微陨石雨暂时地改变了水手4号姿势而且很有可能稍微损害了温度防护罩。后来推测水手4号曾近距离飞越(估计20Gm)了粉碎的慧星或它的残骸。

12月7日,姿势控制系统里的气体已经用完了,接下来12月10日及11日发生了83次有记录的微陨石撞击,造成高度扰动及讯号强度的降低。1967年12月21日,与水手4号失去连络。

科学成果

任务中所有传回的资料共计5.2M。所有操作的实验都成功,除了离子室/盖格计数器在1965年2月坏掉以及等离子侦测器因电阻在1964年12月6日坏掉而效能降低。传回的照片显示类似月球的陨石坑地貌(在后来的任务中发现这在火星上并不是典型的,而只是存在于水手4号拍摄到的古老地区)。此次任务中估计表面大气压为4.1至7.0毫巴(410~700帕斯卡),白天气温摄氏-100度,没有侦测到磁场。

陨石坑与薄大气层显示出一个相当不活跃的行星暴露在严峻的太空中,使在火星上找寻智慧生物的希望基本上破灭。火星上的生命曾经是几世纪以来科幻小说的主题,但在水手4号任务后,一般认为如果火星上有生命,它大概会以更小、更简单的形式存在。

影响科幻小说

水手4号导致了科幻小说的改变,从原本描述有智慧的外星人居住在太阳系其它行星上,到后来改为描述他们居住在其它恒星系统的行星上。

水手4号火星探测器
航天器信息 浏览次数:2120次
最新更新:2015-07-20 14:31
航天新闻推荐
爱航天网简介 | 联系我们 | 我要投稿 | 免责声明 | 隐私保护 | 意见反馈 | 网站合作 | 网站导航 | 爱航天网 | 航天精神
爱航天网(www.aihangtian.com),致力于推动航天知识科普教育、传播航天精神。爱航天网,为中国航天加油,为中国航天喝彩!
网站违法和不良信息举报邮箱:jubao#aihangtian.com(请将#换成@),欢迎您提供航天新闻、发射任务、文字、图片、视频等资料
Copyright © 2015  爱航天网版权所有  京ICP备12042125号-2