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火星氣候探測者號

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火星氣候探測者號(Mars Climate Orbiter)是美國國家航空航天局於1999年發射,也是火星探測98計劃的一部份,後來在進入火星軌道的過程中失去聯絡,任務失敗。
中文名
火星氣候探測者號
外文名
Mars Climate Orbiter
所屬國家
美國
主要製造商
洛克希德馬丁太空
質    量
338 kg
發射時間
1998年12月11日
發射地點
卡納維拉爾角空軍基地
發射載體
三角洲II 7425
任務時長
飛行途中失敗
目的星球
火星
主要任務
環繞衞星

火星氣候探測者號簡介

火星氣候探測者號(Mars ClimateOrbiter)是美國國家航空航天局的火星探測衞星,也是火星探測98計劃的一部份,於1999年發射。火星極地着陸者號為另一個探測火星的任務。不過火星氣候探測者號後來在進入火星軌道的過程中失去聯絡,任務失敗。

火星氣候探測者號設計

火星氣候探測者號的高度為2.1米,寬度為1.6米,長度為2米。探測器的內部結構主要是由石墨複合材料/鋁製的蜂窩結構所組成,是根據許多商業飛機的設計來建造。除了科學儀器,電池及主發動機、燃料是探測器上最重要的系統 [1] 
探測器包括一個1.3米的高增益天線在X波段與深空網絡進行聯繫。火星氣候探測者號使用卡西尼-惠更斯號的無線電回覆器來節省成本。它還配備一個雙向的UHF無線電頻率系統,預計火星極地着陸者號於1999年12月3日登陸火星後,與地球來通訊。
火星氣候探測者號總成本是3億2,760萬美元(包含軌道衞星及着陸衞星),花費1億9,310萬美元來研發,花費9170萬美元來發射,花費4,280萬美元來進行探測任務。

火星氣候探測者號背景

美國國家航空航天局在火星觀察者號任務失敗後,因為未來國際太空站建造成本上升,所以開始尋找更便宜,更小型的解決方案來進行星際探測任務。小型太空探測器技術專案小組在1994年成立,目的是替未來的微型探測器來制定指導方針。該小組確定微型太空探測器重量應在1.000公斤以下,並配備高度集中的儀器面板。一個新的火星探測計劃在1995年開始,任務的設計方面包括目標應受到限制、成本低廉、可以頻繁發射等特徵。新探測方案中的第一個探測任務是1996年發射的火星全球探勘者號,它用來繪製火星地圖,並使用火星觀察者號搭載的設備來獲得地質數據。在火星全球探勘者號升空後,火星氣候探測者號搭載兩台儀器準備前往火星,其中一個原本用在火星觀測者號上面,用來研究火星氣候和天氣。
火星氣候探測者號主要的科學目標 [2] 
  • 確定火星水資源的分佈
  • 監測每天的天氣與大氣層情形
  • 記錄火星表面由於風電及其他大氣影響所產生的變化
  • 確定大氣層的温度曲線
  • 監察大氣層中水蒸汽及粉塵的含量
  • 尋找過去氣候變化的證據。

火星氣候探測者號發射過程

火星氣候探測者號發射

火星氣候探測者號在1998年12月11日UTC18點45分51秒於佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地17號航天發射複合體發射,運載火箭為三角洲II 7425。燃料在燃燒42分鐘後,火星氣候探測者號順利進入霍曼轉移軌道。火箭最後的相對速度為每秒5.5公里,並將探測器送往6億6900萬公里外的目標,朝向火星前進。火星氣候探測者號在發射時包括推進劑總共重638公斤(1,418磅) [3] 

火星氣候探測者號接近火星

火星氣候探測者號在1999年9月23日UTC9點00分46秒開始插入火星軌道,火星氣候探測者號的無線電在UTC9時04分52秒(比預期還要早49秒)終止聯絡,當時探測器已經進入火星的另一側,但是它與地球通訊從未重新建立。探測器由於人為錯誤,導致探測器在低於預期的高度接近火星,最終因為大氣層的壓力來解體。後來的火星偵察軌道器才完成火星氣候探測者號的預期目標。

火星氣候探測者號失敗的原因

任務失敗的主要原因是人為失誤。火星氣候探測者號上的飛行系統軟件使用公制單位牛頓計算推進器動力,而地面人員輸入的方向校正量和推進器參數則使用英制單位磅力。這個因計量單位混淆的錯誤在此後的所有任務中被NASA小心地避免。

火星氣候探測者號火星探測歷史

1962年前蘇聯發射了“火星1號” 、“宇宙21號”,美國發射了“水手3號”,但均遭到了失敗。1964年1月28日發射的“水手4號”於1965年7月14日在距離火星的一萬公里的高空成功掠過,獲得了第一批火星的照片。1974年,前蘇聯發射的“火星5號”宇宙飛船首次拍攝了火星的彩色照片。隨後兩國又相繼發射了多個繞火星飛行的軌道器,更加詳細地瞭解了這顆行星的情況。  1976年,美國的海盜1號和海盜2號登陸器分別在火星上降落,並在降落的過程中,測量了大氣温度的分佈情況、火星大氣壓的情況。火星上有乾涸的河牀,有流水衝擊的特徵,這表明在過去有過大量的水。海盜號飛船的分析結果表明火星大氣和表層物質中沒有有機分子存在。攝像機監視結果也表明火星上沒有生命活動的跡象。因此我們也許可以下結論説,火星表面現在可能沒有生命,如果更嚴格的説,是沒有與地球上類似的生命。人們不僅對火星感興趣,也對火星的兩個衞星感興趣。在1988年,7月7日和7月12日,前蘇聯發射了火衞飛船1號和2號繞火衞一飛行並着陸。
參考資料