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小行星伴飞

/asteroid companion flight/
条目作者廖慧兮贾晓宇
条目作者廖慧兮

廖慧兮

贾晓宇

贾晓宇

最后更新 2023-02-16
浏览 170
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使用受迫绕飞、主动绕飞或定点悬停的方式对小行星进行探测的活动。

英文名称
asteroid companion flight
所属学科
航空宇航科学与技术

受迫绕飞指随着探测器与小天体之间的距离不断减小,小天体的引力逐渐增强,从而探测器实现对小行星捕获的探测方式。

主动绕飞指在距离小行星较远的时候,使用类似三角形的方式对小行星进行绕飞探测,得到小行星的引力场模型、表面形貌和自转轴等信息。主动绕飞并不是探测器在中心天体引力作用下的绕飞,而是探测器和小行星在太阳引力作用下,由于相对运动而形成的绕飞。

定点悬停指探测器处于小行星和地球的连线上,利用小行星本身的自转来实现对其全貌观测的探测方式,这种方式适用于尺寸很小、引力极其微弱的小行星。

定点悬停定点悬停

截至2018年底,世界上共有五颗探测器对小行星实现了伴飞探测,分别是近地小行星交会任务、隼鸟号、黎明号、欧西里斯-雷克斯号和隼鸟2号探测器。

近地小行星交会任务和黎明号探测器采用了受迫绕飞的方式:近地小行星交会探测器首先进入高度较高的近圆轨道(324千米/367千米轨道),再逐渐降轨至赤道附近的圆轨道(轨道半径35千米)对目标爱神星实现探测。黎明号使用类似的螺旋下降的方式,先下降至高度为4424千米的勘察轨道,利用载荷进行全球绘图,然后螺旋下降至高度为1474千米的高测绘轨道,继续获取更高分辨率的全球图像,然后继续下降至高度大约为374千米的低测绘轨道。

隼鸟号和隼鸟2号采用了定点悬停的方式:当逼近小行星50千米时,使用导航敏感器对小行星表面进行测距,然后通过自主导航,将探测器制导到停泊点,此处距小行星表面约20千米,停泊在小行星和地球连线上,利用小行星的自传开展探测。

欧西里斯-雷克斯号采用了主动绕飞+受迫绕飞的方式。其中一个阶段为在7千米轨道高度处飞掠目标小行星的北极、赤道、南极,对地形地貌进行详细勘探,从而优化形状模型。同时测量GM和引力场谐波系数,优化动力学模型。之后经过多次轨道转移,进入轨道高度为1千米的圆轨道,利用探测目标的引力实现受迫绕飞。

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