火星飞越(Mars flyby)是指航天器火星附近飞过,但不进入环绕轨道或在其表面着陆的飞行[1]。无人太空探测器使用这种方法收集火星上的数据,而非绕轨或着陆[2]。为飞越设计的航天器也称为“飞越巴士”或“飞越探测器”[3]

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水手4号飞越过程中收集的现代地图上地点的数据。
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显示了投影在地图网格上水手4号飞越中拍摄的两帧地面照片

概念

火星飞越的一种应用是用于载人任务,在着陆并在表面停留一段时间后,上升段将与另一艘从地球发射的无人航天器进行交会飞行。这将意味着着陆舱的上升段将必须达到与飞越航天器相同的速度,但返回地球所需的航天器不必进入或留在火星轨道[1][4]

宇航员们前往火星途中所居住的飞船将进行火星飞越,机组人员则需离开进入着陆舱[1]。该方案的优点是返回地球的探测飞船不必进入并留在火星轨道,但着陆舱的上升段须在飞船飞离太远前[1],重新在太阳轨道上与它进行太空交会,因而停留在火星上的时间则受到限制[1][4]。环太阳的火星循环轨道定期经过火星和地球。在行星际航行期间,宇航员将住在飞船舱中。飞越着陆模块的概念是,着陆舱和飞越航天器将在太阳轨道上分离,着陆舱将首先加速到达火星,然后在火星上着陆,同时探测飞船则飞越火星进入火星循环轨道,然后在地面任务结束后,着陆舱上段升起飞并将机组人员转移到飞船(另请参见火星探测飞船[5]

或者,也可进行载人绕火星飞行并返回地球,不需在火星分离[6]

历史

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2007年2月,菲莱号上的着陆器成像系统拍摄的号罗塞塔号探测器及火星的照片。

1965年7月,水手4号飞越火星并发回了数据,为公众和科学家提供了更接近火星的图像[7]。在飞越期间,水手4号拍摄了21张照片,约占火星表面的1% [7]。直到水手9号轨道飞行器才对火星进行了全球地图测绘。1972年至1973年期间,该轨道飞行器拍摄了数千张高达每像素100米的图像。地基光学望远镜的观测必须透过火星大气层,这会使图像模糊,即使在地球与火星距离最近时,也只能分辨约300公里(190英里)范围内的特征[8]

1999年10月,深空1号在飞越布莱叶小行星后对火星进行了观测[9],虽然这是一次极遥远的飞越,但它确实成功地使用微型集成相机和光谱仪(MICAS)拍摄到该行星的多个红外光谱[9]

2018年11月26日,在洞察号着陆器进入、下降和着陆阶段期间[10],火星立方体一号(MarCO),两颗飞越的立方卫星都抵达了火星并成功地转发了洞察号的数据[11]

火星飞越列表

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一张水手4号在火星飞越过程中拍摄的照片被送交给了美国总统
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水手7号升空

二十世纪

  • 水手号计划航天器
    • 水手4号,用21幅图像绘制了1%的火星地图,并发回了其他数据[7]
    • 水手6和7号从火星飞越发回的数据,用数百张更接近的图像绘制了约20%的火星[7]
  • 火星计划航天器
    • 1960年在火星1M(火星1960A和火星1960B)下进行了两次火星飞越尝试;
    • 第三次尝试飞越火星的是前苏联“火星2MV-4第1号”[12],也称为火星1962A或斯普特尼克22号,1962年作为火星计划的一部分发射[13],但由于火箭故障,它在近地轨道被销毁[14]
    • 火星1号也于1962年发射,但在抵达火星之前通信中断[15]
    • 1974年,火星4号实现了飞越,并探测到了夜间的电离层[15]
    • 火星6号和7号是由仪表飞行平台搭载的火星着陆器[16]

二十一世纪

另请查看

参考文献

外部链接

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