在過(guò)去的六年半時(shí)間里，美國(guó)宇航局兩艘堅(jiān)韌、有彈性的航天器一直在繞地球軌道飛行，它們不斷地飛越地球周?chē)粋€(gè)叫做范·艾倫輻射帶的帶電粒子危險(xiǎn)區(qū)。2012年8月發(fā)射的兩顆范艾倫探測(cè)器證實(shí)了科學(xué)理論，揭示了這些動(dòng)態(tài)區(qū)域中起作用的新結(jié)構(gòu)和新過(guò)程。現(xiàn)在探測(cè)器探索進(jìn)入了一個(gè)新的最后階段。

2019年2月12日，一對(duì)范艾倫探測(cè)器中的一個(gè)開(kāi)始了一系列軌道下降操作，將其軌道的最低點(diǎn)，也就是近地點(diǎn)，離地球的距離拉近了190英里。這將使近地點(diǎn)從375英里增加到190英里——這一變化將使宇宙飛船最終在15年后重返地球大氣層。

博科園-科學(xué)科普：位于馬里蘭州勞雷爾的約翰霍普金斯應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室Van Allen探測(cè)器項(xiàng)目經(jīng)理Nelli Mosavi說(shuō)：為了讓Van Allen探測(cè)器能在合理的時(shí)間內(nèi)可控重返大氣層，需要降低近地點(diǎn)。在新的高度，空氣動(dòng)力阻力將使衛(wèi)星墜落，最終在高層大氣中燒毀。任務(wù)是獲得大量的科學(xué)數(shù)據(jù)，并確保我們防止更多的太空碎片，這樣我們的下一代也有機(jī)會(huì)探索太空。另外兩個(gè)范艾倫探測(cè)器也將在3月份跟進(jìn)，同樣由設(shè)計(jì)和制造衛(wèi)星的APL公司的任務(wù)操作團(tuán)隊(duì)指揮。范艾倫探測(cè)器大部分軌道都在地球的輻射帶內(nèi)：圈狀的帶電粒子帶——質(zhì)子和電子——被困在地球磁場(chǎng)中。

這些快速移動(dòng)的粒子產(chǎn)生輻射會(huì)干擾衛(wèi)星電子設(shè)備，甚至可能對(duì)在星際旅行中經(jīng)過(guò)它們的宇航員構(gòu)成威脅。輻射帶的形狀、大小和強(qiáng)度隨著太陽(yáng)活動(dòng)的變化而變化，這使得預(yù)測(cè)它們的狀態(tài)變得困難。最初被指定為為期兩年的任務(wù)，根據(jù)預(yù)測(cè)，沒(méi)有任何一艘航天器能夠在嚴(yán)酷的輻射帶中運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間——這些堅(jiān)固的航天器自2012年以來(lái)一直在無(wú)事故的情況下運(yùn)行，并繼續(xù)使有關(guān)范艾倫輻射帶的突破性發(fā)現(xiàn)成為可能。位于馬里蘭州格林貝爾特美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德航天飛行中心的范·艾倫探測(cè)器任務(wù)科學(xué)家大衛(wèi)·西貝克說(shuō)：

范·艾倫探測(cè)器在描繪輻射帶特征方面做了大量工作，為我們提供了推斷輻射帶內(nèi)部情況所需的全面信息。經(jīng)過(guò)這么多年，這些航天器及其所有設(shè)備幾乎毫發(fā)無(wú)損地幸存下來(lái)，這本身就是一項(xiàng)成就。每艘宇宙飛船都將通過(guò)五個(gè)兩個(gè)小時(shí)的引擎燃燒，被轉(zhuǎn)移到距地球190英里一個(gè)新的、較低的近地點(diǎn)。因?yàn)榉栋瑐愄綔y(cè)器在軌道上旋轉(zhuǎn)，所以必須仔細(xì)選擇推進(jìn)的日期。所需的幾何形狀每年只發(fā)生一到兩次：對(duì)于航天器B來(lái)說(shuō)，這段時(shí)間是今年的2月12日至22日，對(duì)于航天器A來(lái)說(shuō)，是3月11日至22日。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒將消耗大約4.4磅的推進(jìn)劑，這使得飛船有足夠的燃料使他們的太陽(yáng)能電池板對(duì)著太陽(yáng)大約一年。

將繼續(xù)在新軌道上運(yùn)行并獲得新的科學(xué)知識(shí)，直到燃料耗盡，到那時(shí)我們將無(wú)法將太陽(yáng)能電池板對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，為航天器系統(tǒng)提供動(dòng)力。在生命的最后一年左右，范艾倫探測(cè)器將繼續(xù)收集地球動(dòng)態(tài)輻射帶的數(shù)據(jù)。而且他們新的、更低的通過(guò)地球大氣層的通道也將為了解地球高層大氣中的氧氣如何降解衛(wèi)星儀器提供新視角——這些信息可以幫助工程師們?cè)谖磥?lái)設(shè)計(jì)出更有彈性的衛(wèi)星儀器。航天器和儀器讓我們對(duì)航天器在高輻射環(huán)境中的運(yùn)作有了難以置信的了解。在執(zhí)行任務(wù)的每個(gè)人都對(duì)我們所做的工作和為世界提供的科學(xué)感到真正的自豪和成就感。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自:?美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心/Geoff Brown

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