NASA两艘探测器完成特殊地球引力弹弓机动,正式奔赴火星
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NASA两艘探测器完成特殊地球引力弹弓机动,正式奔赴火星
IT之家11月10日消息,美国国家航空航天局(NASA)的两艘火星探测器即将结束为期一年的太空绕行之旅,现在终于可以直奔火星了。 NASA两艘探测器完成特殊地球引力弹弓机动 据IT之家了解,这两艘探测器名为“逃逸与等离子体加速及动力学探测器”(ESCAPADE),于2025年11月搭乘蓝色起源(Blue Origin)新格伦(New Glenn)火箭的第二次飞行任务升空。不过,它们并未直接飞往火星,而是沿着一条迂回的轨道在太空中绕行了一段时间。如今,两艘探测器重新回到地球附近,并完成了一项关键发动机点火操作。如果后续一切顺利,这次机动将帮助它们正式踏上前往火星的旅程。 “此前,NASA 从未执行过这样的任务。”加州大学伯克利分校行星与空间物理学家、ESCAPADE 任务首席研究员罗布 · 利利斯(Rob Lillis)表示,“对于大多数太空任务来说,根本没有必要采用这种方式。” 传统上,NASA 的火星探测任务需要严格遵循发射窗口安排。地球和火星每隔约26个月才会出现一次有利的相对位置,航天器通常必须抓住这个短暂窗口离开地球。 ESCAPADE 原计划于2024年10月发射,当时地球和火星正处于适合开展火星转移任务的位置。但由于新格伦火箭项目延期,探测器错过了这一宝贵的发射窗口。 NASA 并没有选择等到下一次合适的发射机会,而是决定尝试一种新方案。ESCAPADE 任务规划团队为两艘探测器设计了一条类似腰果形状的“驻留轨道”,让它们先在太空中绕行,直到2026年11月初重新回到地球附近,再继续前往火星。 不过,重新抵达地球附近后,两艘探测器还面临一项重要挑战:它们必须在地球引力范围内精准完成发动机点火机动。 这项操作与航天器常用的引力弹弓飞行类似,都是利用天体引力改变飞行轨迹。不同之处在于,此次 ESCAPADE 探测器还必须同时点燃自身发动机,进一步增强机动效果,而不是单纯依靠天体引力完成变轨。 第一艘探测器于11月7日完成了这项操作,第二艘则于11月9日(周一)完成。NASA 表示,两次发动机点火均取得圆满成功。 NASA 日球层物理学部代理副飞行主管阿萨尔 · 纳塞里(Asal Naseri)在一份声明中表示:“这是 NASA 首次利用带动力的地球引力弹弓飞行,将航天器送往火星。而我们在短短两天内连续两次执行了这一机动,且均取得完美结果。” 接下来,ESCAPADE 只需进行少量轨道修正,预计将于2027年9月抵达火星。 绕行地球期间,探测器还收获了意外成果 这段额外的太空绕行时间并没有被浪费。两艘 ESCAPADE 探测器都利用这段时间开展了科学观测。 每艘探测器的体积大约相当于两台冰箱,搭载了三台科学仪器和两台摄像设备,主要任务是研究火星特殊的磁场结构。 火星磁场的形成机制比较复杂,既受到太阳带电粒子与火星大气相互作用的影响,也与火星地壳中局部区域的强磁性有关。 相比之下,地球拥有更强的全球磁场,主要由地球内部的地核产生。不过,地球磁场同样会受到太阳风影响。太阳风是太阳持续向外释放、并在太空中传播的带电粒子流。 在地球背向太阳的一侧,太阳风会拉伸地球磁场,使其形成一条细长的尾状结构,称为“磁尾”。这一结构有些类似风向袋,被太阳风向远离太阳的方向拉长。 此前,多项太空任务曾在距离地球最远约80万英里(约127万公里)的位置研究过地球磁尾,但更远处的磁场结构一直缺乏充分观测。 恰好在去年年初,ESCAPADE 两艘探测器曾在距离地球约119万英里(约191万公里)的位置穿过这片区域,整个过程持续了约10天,观测距离远超以往相关任务。 利利斯表示,探测器成功记录了远距离磁尾的磁场结构,包括它如何摆动、如何移动,以及其中的等离子体如何流动。他将这些数据称为“前所未有”的观测成果。 更重要的是,这是人类首次利用两艘航天器同时开展这类远距离磁尾观测。 今年夏天,探测器又获得了一次研究磁尾的机会。当时,两艘探测器距离地球更近,而月球也恰好穿过了地球磁尾区域。ESCAPADE 因此得以与位于月球附近的两艘 ARTEMIS-THEMIS 探测器协同工作,从四个不同角度同时观测磁尾。 利利斯指出,这种多点同步观测对研究磁尾十分重要,因为其磁场线和等离子体结构复杂,而且始终处于变化之中。 “这些现象通常无法通过远距离观测来测量,”他说,“你必须真正抵达那里,才能进行研究。” 特别