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水手10號探測器

標籤:太空探測器水手計劃

水手10號(Mariner 10),是人類設計的首個執行雙行星探測任務的飛行器,也是第一個裝備圖像系統的探測器,它的設計目標是飛越水星和金星兩大行星。它是美國「水手計劃」中的第10個探測器,也是計劃中的最後一個。水手10號以飛掠的方式探測水星與金星,也是第一個探測過水星的太空船。

1基本介紹

水手10號在1973年11月3日,由美國發射升空。水手10號重503千克,裝
水手10號

  水手10號

備有紫外線分光儀、磁力計、粒子計數器,電視攝像機等儀器。1974年2月5日,水手10號從距金星5760千米的地方飛過,拍攝了幾千張金星雲層的照片。然後它繼續朝水星前進。
1974年3月29日,水手10號從離水星表面700公里(435英里)的地方通過,然後進入周期為176天的公轉軌道,環繞太陽運行,其周期正好是兩個水星年,這使它每次回到水星時都是在以前的同一地點,因為水手10號每繞太陽一圈,水星正好繞兩圈。
1974年9月21日,水手10號第二次經過水星;1975年3月6日,它第三次從水星上空330公里(203英里)處經過。此時,水手10號耗盡了使它保持穩定位置的氣體,因此無法再對這顆行星作進一步研究了。不過這3次近距離觀測已拍攝到了超過1萬張圖片,涵蓋了水星表面積的57%。
1975年3月13日 第三次做緊貼水星表面飛行的美國「水手10號」探測器,用1個星期的時間,從外層空間向地球發回了幾百張有價值的水星照片和資料。這些照片和測得的資料,對於科學家們測定這顆行星的性質非常有價值。

2探測成果

在飛掠金星時,水手10號在金星上發現雲系循環的證據與非常微弱的磁場。
水手1號

  水手1號

水手10號總共飛掠過水星3次,由於軌道的相對位置(太空船的軌道周期幾乎是水星的兩倍),使得每次探測的都是面對著水星的同ㄧ面,所以只探測到水星表面約40-45%的地區。僅管如此,水手10號所傳回的資料仍然非常重要的,也是目前天文學家了解水星的主要來源,因為無法用望遠鏡直接觀測水星的表面。
美國的「水手」10號探測器曾從1974年起到第二年為止對水星進行了拍攝,當時拍攝的領域只有半個球體部分。因而難以了解水星的整體面貌。
水手10號發現水星擁有稀薄的大氣層,主要是由氦所組成,另外也發現水星擁有磁場與巨大的鐵質核心。輻射計顯示水星的夜晚大約是-183°C(-297°F),而白天溫度可達187°C(369°F)。
水星是太陽系中最靠近太陽的一顆行星,離太陽0.579億千米,直徑4878千米,質量只有地球的5.58%,自轉周期58.6日,繞太陽一圈歷時88日,沒有衛星。 1973年11月3日,美國發射「水手10號」探測器,主要任務是探測金星和水星。探測器1974年2月5日飛臨金星作了探測后,藉助金星的引力改變軌道方向,折向水星,在3月29日到達水星附近,成為唯一的一個來到水星附近的探測器。它向地面發回2500多張珍貴的照片。
水手10號拍攝的金星

  水手10號拍攝的金星

人們發現,水星表面跟月球表面非常相像,也布滿密密麻麻的環形山,只是直徑在20-50千米的大環形山不多,而月球環形山直徑超過100千米的卻不少。水星上大氣稀薄到了極點,沒有水分。因為離太陽近,使它成為太陽系中環境最嚴酷的地方,正午溫度可達400℃以上,背著太陽的地方溫度降至-170℃。原以為水星有不存在磁場,事實恰恰相反,不僅有磁場,而且是一個全球性的磁場,磁場強度也很高,是地球的1%。水星直徑不大,密度卻不小,是水的5.4倍,在9大行星中僅次於地球。它的內核主要由鐵、鎳等元素組成,直徑可達3600千米,幾乎是水星直徑的3/4,而地球地核直徑只有地球直徑的一半多一點兒。
「水手10號」探測器曾經3度飛過水星,都是從同一地區上空飛過,探測過的水星表面只佔全部面積的37%。對水星還有待進一步探測。
從「水手」10號的磁場觀測結果可知在水星表面有地球磁場的1%左右強度的固有磁場。
水星的兩極可能有水冰存在,這是因為從地球向水星發射電波,再觀測其返回的信號得到的結果。
在接近太陽的水星上,赤道受到太陽的強烈照射,白天最高溫度可達430攝氏度,但是在極地附近,由於太陽光的入射角度接近於地平線,所以在像圓坑般的窪地底部,就會成為——年到頭都沒有日光照射的「永久陰影」。根據計算,永久陰影的表面溫度約為零下210攝氏度,水可以在該處持續存在幾十億年。不過,很遺憾的是即使有冰也是在陰影處,所以無法進行拍攝。」

3設備配置

水手10號的探測設備與實驗包括:
1 一對具有數字磁帶式記錄器的視角狹窄的相機
2 紫外線分光計
3 紅外線輻射計
4 太陽電漿偵測器
5 帶電微粒子
6 磁場探測
7 掩星觀測
8 天體力學探測

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