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輪廓號

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輪廓號
探測器接近一顆彗星的彗發，而背景中可看到另一顆彗星。
「輪廓號」接近彗星的藝術想像圖
任務類型飛掠 (2P/恩克 · 73P/施瓦斯曼-瓦赫曼 · 6P/德亞瑞司特)
運營方美國宇航局 · 應用物理實驗室
國際衛星標識符2002-034A
衛星目錄序號27457在維基數據編輯
任務時長1個月12天
太空飛行器屬性
發射質量328千克(723磅)
任務開始
發射日期2002年7月3日世界時6點47分41秒
(18年6個月20天前)
運載火箭德爾塔II型
發射場卡納維拉爾角 17號發射台
承包方波音
任務結束
最後通訊2002年8月15日
(18年5個月8天前)

輪廓號(CONTOUR)，全稱慧核之旅(The Comet Nucleus Tour)是一艘美國宇航局發現級太空探測器，2002年7月發射後不久失敗。原定目標為近距離飛越兩顆彗星核，並有可能飛越第三顆已知或尚未發現的彗星。

該探測器計劃探訪的兩顆彗星分別是恩克和施瓦斯曼-瓦赫曼3號，第三顆目標彗星是德亞瑞司特。2006年至2008年期間曾希望在內太陽系中發現一顆新彗星，如一旦出現這種可能，探測器將會立即轉變軌道，與新彗星會合。探測目標包括以高達4米(13英尺)的解析度對慧核成像，以100米(330英尺)的解析度對慧核進行光譜測繪，並獲得取慧核附近氣體和塵埃的詳細成分數據，以提高對慧核特徵的認識。

2002年8月15日，在固體火箭發動機點火將探測器送入日心軌道後，地面控制中心就與探測器失去了聯繫。後來，地面望遠鏡沿探測器飛行軌跡發現了三個物體，由此推測該探測器已經解體。2002年12月20日結束了與探測器的聯繫。因此，輪廓號沒能完成其主要科學目標，但也驗證明了一些航天技術，例如應用物理實驗室開發的非相干太空飛行器導航技術，後來使用在新視野號探測器上[1]。

太空飛行器

2002年5月在甘迺迪航天中心準備發射的「輪廓號」探測器。

設計與建造

「輪廓號」探測器是由約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室建造，其外形呈八角柱狀，高 2.1米(6.9英尺)、長1.8米(5.9英尺)，發射時含燃料總質量為398千克(877磅)，但不包括任務發射階段所連接的「恆星-30號」助推火箭的377千克質量[2]。該探測器的前方正面安裝了一層25厘米(9.8英寸)厚的「惠普爾護盾」(whipple shield)，類似於星塵號上所用的防護罩，設計有四層陶瓷纖維布和七層凱夫拉[3][4]。建造防護罩的目的是讓探測器能承受恩克彗星和施瓦斯曼-瓦奇曼3號彗星分別以28.2公里/秒和14公里/秒的高速飛行。

在這兩顆彗星上，探測器將受到大量彗核所噴出粒子的撞擊[5]。儘管任務科學家預測，在與恩克和施瓦斯曼-瓦奇曼3號彗星交會中，探測器不會受到重大損傷，但在太空飛行器建造過程中，還是對護盾及其原型進行了大量測試，其中一次是用尼龍粒子向護盾原型射擊。早期測試的結果能使任務規劃人員確定「輪廓號」在經過目標彗星時應確保的安全距離[5]，探測器上四台科研儀器中有三台被嵌入在這層隔熱罩內[3]。  

探測器子系統

電源

「輪廓號」的電能來自安裝在探測器側面和後部能產生670瓦電力的太陽能電池板，另，探測器上還安裝有一組鎳鎘電池，可在太陽能電池系統出現故障或無法為探測器或其它儀器提供足夠電力時使用，該組電池的續航時間可達9安培小時[3]。

科研儀器

  • CIDA
彗星撞擊塵埃分析儀(CIDA)
  • CRISP
輪廓號遙感成像/光譜儀(CRISP)
  • CAI
輪廓號 Aft 成像儀(CAI)，也稱為輪廓號前置成像儀(CFI)
  • NGIMS
中性氣體離子質譜儀(NGIMS)

任務

2002年7月3日卡納維拉爾角發射「輪廓號」時的長曝光照片。

2002年7月3日，協調世界時6時47分41秒(美國東部時間凌晨2時47分41秒)，輪廓號搭載在德爾塔 7425型火箭(一種德爾塔IILite 型運載火箭，帶有四隻捆綁式固體火箭助推器和"恆星-27號"第三級火箭)從卡納維拉爾角空軍基地發射升空。它被送入一個運行周期5.5天的高遠地點地球軌道，經過一系列的軌道修正後，2002年8月15日，恆星-30固體火箭發動機開始執行軌道注入機動，以便將輪廓號送入2003年8月15日飛越地球的軌道上，然後再於2003年11月12日以相距100至160公里的距離，與恩克彗星相遇，飛越速度為28.2公里/秒，與太陽相距1.07個天文單位，距地球0.27個天文單位。但在2002年8月的注入機動中，探測器失蹤了。

接下來還會飛越三次地球，分別在 2004年8月14日、2005年2月10日和2006年2月10日。2006年6月18日，輪廓號將以14公里/秒的速度交會施瓦斯曼-瓦赫曼3號彗星，距離太陽0.95個天文單位，距地球0.33個天文單位。2007年2月和2008年又規劃了兩次飛越地球的飛行，2008年8月16日可能會飛越一次德亞瑞司特彗星，相對速度為11.8公里/秒，距太陽1.35個天文單位，距地球0.36個天文單位。所有飛越的最近相遇距離大約都為100公里左右，並且會發生在每顆彗星的最大活動期附近。與恩克彗星交會後，如果發現一顆具有所需特徵的彗星(例如，活躍、亮度大於絕對星等10，近日點在1.5個天文單位以內)，輪廓號可能會被重新定位到這一顆新的彗星。

故障調查

根據美國宇航局的說法：「調查委員會的結論是，這次事故最有可能的原因是由於固體火箭發動機燃燒過程中的噴流加熱導致的探測器結構故障。確定的其他但不太可能的原因還有固體火箭發動機爆炸、太空碎片碰撞以及探測器姿態失控」[6][7]

提議重飛

輪廓號失蹤後，提出了一艘替代探測器-輪廓2號，計劃於2006年發射，然而，這一替代方案最終並沒有實現。

另請參閱

參考文獻

  1. ^ 德博伊, C.C.; 哈斯金斯, C.B.; 布朗, T.A.; 舒爾茨, R.C.; 伯納契克, M.A.; 詹森, J.R.; 米勒德, W.; 杜芬, D.; 希爾, S. 飞往冥王星的新视野号任务射频通信系统. 電氣與電子工程師學會. 2004: 1463–1478. ISBN 978-0780381551. S2CID 1979067. doi:10.1109/aero.2004.1367922 （美國英語）.  |journal=被忽略 (幫助)
  2. ^ 威廉士, 戴維·R. 轮廓号(国家航天科学数据中心/国际卫星标识符: 2002-034A). 國家航天科學數據中心. 戈達德航天飛行中心 / 美國國家航空暨太空總署. 2002 [2016年1月23日]. （原始內容存檔於2019年10月17日）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 應用物理實驗室. 轮廓号探测器. 實現航天飛行網. 2002年6月28日 [2016年1月24日]. （原始內容存檔於2020年9月24日）. 
  4. ^ 烏利維, 保羅; 哈蘭, 戴維. CFvoC 器人探索太阳系：第3部分：惊喜与不幸，1997年-2003年 請檢查|url=值 (幫助). 施普林格科學+商業媒體. 2012年8月14日: 250–254 [2016年1月23日]. ISBN 9780387096278 （英語）. 
  5. ^ 5.0 5.1 奧塞蓋達, R.; 卡拉斯科, C.; 奧羅斯科, M.; 埃夫蒂斯, J.; 雷諾茲, E.; 紹拉爾, T. 轮廓号防尘罩的性能. 航天工程雜誌. 2001年10月1日, 14 (4): 147–157. ISSN 0893-1321. doi:10.1061/(ASCE)0893-1321(2001)14:4(147). 
  6. ^ CONTOUR 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2008-09-24. at NASA.gov. Retrieved 2012-01-19.
  7. ^ 事故調查委員會報告(PDF) 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2006-01-03.. NASA. May 31, 2003. Retrieved 2012-01-19.

外部連結

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