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跟踪“朱诺号” 寻找行星探测新方法

日期:2022年07月03日

       据近期媒体报道, 中国科学家通过捕获美国朱诺号木星探测器返回地球的无线电信号, 成功确定了它的多普勒频移, 从而确定了它的轨道;为了测试深空地面控制站的能力, 以支持中国未来的行星际探测任务。
       上述Juno的跟踪测量实验是如何进行的?行星无线电科学探索可以帮助回答哪些科学问题?未来的应用方向是什么?密切关注朱诺号的开环跟踪和测量朱诺号的木星探测器是美国宇航局新前沿计划下的第二个探索项目。 2011 年 8 月 5 日, 朱诺号从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空, 并于 2016 年 7 月 6 日到达木星捕获轨道。其主要科学目标是研究和了解木星的起源和演化。行星射电科学有效载荷是朱诺号携带的29种科学有效载荷中的重要一种。它主要通过直径为2.5米的高增益天线与地面进行无线电测量和通信, 并从无线电信号的特征层面反演木星的重力。场和大气等。朱诺会不断地向地面发送无线电信号, 科学家可以在地面上进行被动测量, 就像观察自然天体的无线电发射一样。但是, 由于地面与木头的距离很长, 信号很微弱, 所以深空站及时准确地捕捉到相关信号是一项非常具有挑战性的任务。平劲松介绍。
       据悉, 我国深空网络于2012年初步建成, 佳木斯深空站和喀什深空站投入运行,

重点支持嫦娥三号和再入、再入等深空探测任务。返回飞行测试任务。
       为验证我国深空网的跟踪测量能力, 获取行星射电测量数据, 2016年10月至2017年8月,

北京航天飞行控制中心会同佳木斯、喀什深空站开展木星探测朱诺。开环测量测试。追踪朱诺应该做哪些功课?平劲松介绍, 地基深空站若要跟踪Juno探测器, 首先要准确掌握Juno下行信号的频率分布, 以及下行信号到达地面天线的接收端功率;同时, 必须确定Juno下行信号的时序和时间段;此外, 基于不同的策略, 考虑到电磁波在木星到地球的距离上的传输时间, 跟踪天线沿视线到木星的方向是反向精确的。指向指南也很关键。基于以上观测前提, 深空站成功地对朱诺号进行了多次跟踪测量。
       本次测量测试是中国深空站对深空探测器从地面到木头距离的成功开环跟踪测量。平劲松指出。射电探测解开更多行星之谜 开展行星射电科普可以帮助解答哪些科学问题?深空测控链路上的无线电信号由航天器发射到地球, 由地面接收站接收。频率、幅度和极化特性的微小变化是行星无线电科学探索的重点的关键。通过有效分析这些数据, 可以研究行星及其卫星的大气层和电离层的结构、质量、行星环和彗星轨迹, 以及精确测量行星引力场和行星星历, 监测太阳风、行星际磁场活动, 并用于检验广义相对论, 如探测引力波和引力红移。
       平劲松介绍。事实上, 在对太阳系的50多年探索中, 大量的行星科学探索成果并非来自探测器所携带的科学载荷, 而是来自无线电测控和通信链路。在月球和深空探测任务中, 相当一部分科学探索来自对卫星对地链路的高精度测量。谈及行星无线电科学探测技术的应用方向, 平劲松介绍, 我国深空测控与科研联合团队自嫦娥一号探月任务以来, 自发组建了该方向的联合研究团队, 并实现了探测技术从无到有的发展, 优化了月球长波重力场模型, 发现月球内部依然活跃;使用地面无线电天线检测火星电离层的季节变化;并精确测量了冥王星及其卫星的质量和密度。他进一步指出, 在我国现有的月球和行星探测计划中, 此类方法可用于开展包括月球和行星的引力场和内部结构、自转动力学、大气电离层、引力理论验证等探测。 , 包括测量高精度引力常数、广义相对论参数、验证等效原理等。另外, 通过适当设计测控环节, 还有机会开展空间低频引力波探测。

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