更新,12月7日(英国夏令时凌晨1:40): 日本“晓”号探测器已进入金星轨道。团队成员,威斯康星大学麦迪逊分校的行星科学家Sanjay Limaye表示,探测器于12月7日按计划点燃引擎,并被金星引力捕获。在接下来的两天里,任务科学家将跟踪探测器,并确定轨道与科学家们期望的轨道有多接近。预计该信息将于日本时间下午6点(英国夏令时上午9点)12月9日发布。
日本的“晓”号探测器,其名字意为“黎明”,将于12月7日获得第二次升空的机会。正是在五年前的同一天,它 未能进入 金星轨道,现在“晓”号将再次点燃引擎尝试进入。
探测器在过去的五年中一直在绕太阳运行,以追赶金星。“等待的时间确实很长,” 日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宇宙科学研究所(位于相模原)的项目经理中村雅人说。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保未来能够继续报道关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
就在日本时间12月7日上午9点之前,工程师将命令“晓”号同时点燃其四个推进器。引擎将运行约20分钟,旨在推动探测器进入正确的轨道,以便被金星的引力捕获。
任务控制人员预计在几个小时内知道推进点火是否按预期进行。之后可能需要几天时间才能确认“晓”号是否真的在金星轨道上运行。
如果成功,探测器最终将进入一个高度椭圆轨道,比原计划更拉长且离金星更远。这将使轨道器在最接近金星时距离金星数千公里,而不是数百公里。从那里,“晓”号应该能够完成其大部分原始科学目标,尽管数据积累将需要更长时间。

这里显示的是金星的假彩色雷达图像。图片来源:NASA/JPL/USGS
团队成员今村刚史说:“过去的五年对我们来说是一段艰难的时期——追踪一颗无法产生科学数据的探测器对科学家来说并不有趣。” “现在我们既紧张又兴奋。金星离我们很近。”
黎明破晓
“晓”号于2010年5月发射,其任务是研究金星不断变化的大气层,该大气层的旋转速度高达每秒100米——远高于其下方的行星表面。该探测器携带五台相机,波长范围从红外线到紫外线,用于研究不同的大气特征,包括据信在金星酸性云层中闪烁的闪电。
一切似乎都很顺利,直到2010年12月7日,探测器点燃主引擎以进入金星轨道。任务控制人员当时并不知道,氦气罐和燃料罐之间的阀门上积聚了盐,堵塞导致推进系统中的陶瓷喷嘴破裂。“晓”号驶向了太阳,而不是进入金星轨道。
JAXA的工程师花费数年时间研究他们是否可以挽救这次任务。由于主引擎失效,氧化剂燃料也变得无用,因此任务控制人员于2011年10月将65公斤燃料倾倒入太空。这使得探测器更轻、更易于操控,这应该使其能够以较小的推力进入轨道。
即将到来的引擎点火将涉及探测器八个推进器中的四个。这些较小的引擎通常用于对探测器的姿态进行微调,而不是对其轨迹进行重大改变。由于推进器的功率低于主引擎,因此它们需要比平时燃烧更长的时间。JAXA已经在深空中对它们进行了多次测试,最近一次是在9月份。今村刚史表示,如果推进器在即将到来的点火中表现得像测试中一样好,“我们有信心推进将会成功”。
正午
但探测器意外的绕道可能仍然会造成问题。由于“晓”号比原设计更靠近太阳的时间更长,因此比预期更热,这可能损坏了它的一些设备;这可能会限制其在金星上的运行。
在其深空荒野中的五年里,“晓”号进行了一些科学活动,例如通过太阳日冕向地球传输无线电信号,以测量太阳湍流如何散射无线电波。但探测器的相机大多处于关闭状态。
将“晓”号送入金星轨道将为科学家们提供在可预见的未来近距离观察金星的唯一机会。欧洲航天局的金星快车号探测器在一年前停止工作,此前它已经在极地轨道上环绕金星运行了八年。(如果“晓”号成功,它将在赤道轨道上运行,从而可以获得不同的观测视角。)美国宇航局已将其两个金星探测器列入其下一个“发现”级任务的 五个候选名单,该任务最早将于2020年发射。
JAXA有惊险的第二次机会的历史。“隼鸟”号探测器在往返采集小行星丝川样本的途中 幸存了多次险些致命的事故。但在2003年,在为使任务成功进行了长时间的努力之后,JAXA失去了其火星探测器“希望”号,先是燃料阀出现问题,然后是太阳耀斑烧毁了其电子设备。
威斯康星大学麦迪逊分校的“晓”号参与科学家Sanjay Limaye表示,团队已经准备好迎接一次成功。
他说:“所有可能出错的事情都已经出错了。” “还剩下什么呢?”
本文经许可转载,最初于 2015年12月7日首次发表。