問題1:探測器(如旅行者1號)如何做到在太空、矮行星帶和行星周圍航行,並且不撞到其他東西?

無人駕駛的太空探測器如何避免撞到微小天體呢? 新聞 第1張

回答:所有無人駕駛的太空探測器都是由地面操控的。如你所說,太空中有很大的空間,而且道路上也沒有什麼顛簸。我們非常密切的跟蹤航天器的位置和速度,得益於此,我們可以非常地精確地預測它的走向,所以它不會撞上大型天體。一般來說,航天器的軌道是提前幾年設計好的,所以“駕駛”它只是控制它在正確的時間進行火箭發射,同時也包括一些微小的調整。事實上,在載人飛行任務中也會發生同樣的事情,只不過不需要依賴電腦去做這件事,你只需友好地問飛行員就行了。

無人駕駛的太空探測器如何避免撞到微小天體呢? 新聞 第2張

問題2:太空是一個巨大的空間,隨着速度的加快,一切都可能發生變化,所以通訊也會滯後,假定大部分的岩石都暗冷到看不見的程度,它如何避免與岩石相撞(任何大小的岩石都是災難性的)?那麼,探測器是使用雷達導航嗎?如果是這樣,如何才能做到能源不用盡?

無人駕駛的太空探測器如何避免撞到微小天體呢? 新聞 第3張

回答:我們可以追蹤半徑大小約50公里的矮行星和低地球軌道小至1釐米的天體。當然,小到探測不到的岩石更多。然而,即使在矮行星帶中,它們分佈在如此大的區域,以至於與足以結束飛行任務的岩石發生碰撞的可能性極小,我們必須淡定地接受這只是太空飛行的風險之一。

無人駕駛的太空探測器如何避免撞到微小天體呢? 新聞 第4張

宇宙飛船經常被小到一粒沙子大小的岩石擊中,像這樣的撞擊可以認為是正常的磨損。另一個常見的麻煩是宇宙射線,這是一種高能輻射。它可能會導致探測器上的軟件出現小故障或者更罕見地電子設備損壞。然而,任務失敗的最常見原因是組件故障或人為失誤,當人類發送了錯誤的命令(比如火星觀察者號,噴氣推進實驗室認為開發商以公制單位給他們燃料,而實際上開發商是用的是英制單位);當一個關鍵系統部件失效(比如火星極地觀測者號的着陸系統和阿波羅13號氧氣罐的接線短路);飛船在引擎點燃後失蹤(比如彗核探測器,在預設的點燃發射後和地球連線失敗,後來被發現在預定的軌道上碎成了三塊碎片)。

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太空任務極其復雜,任何關鍵系統的一個微小錯誤都可能導致任務的失敗,無論是在探測器設計上,還是在發射過程中,或是暴露在外經受極端溫度和真空環境的航天器件。

通常太空探測器會沒有任何預兆的情況下失效,他們就是停止了向地球發送無線電信號。是因為軟件有問題嗎?是因為宇宙射線使電腦網絡癱瘓了嗎?是因為有一個關鍵的硬件發生故障了嗎?它是被岩石擊中了嗎?我們無從得知。我們可以計算岩石撞擊的風險,並把概率降到極低。然而,人類的失誤和工程的故障更難以預料。

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機器人宇宙飛船

機器人宇宙飛船是一種無人駕駛的宇宙飛船,通常處於遠程操控狀態。被設計用來進行科學研究測量的機器人宇宙飛船通常稱為太空探測器。由於成本和風險較低,許多太空任務更適合遠程操作而不是載人操作。此外,考慮到目前的技術,一些行星目的地,如金星或木星附近,對人類的身體影響過大。而像土星、天王星和海王星這樣的外行星距離太遠,用目前的載人飛船技術無法到達,所以太空探測器是探索它們的唯一方法。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. curious.astro.cornell- Britt Scharringhausen

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