穷奇档案(发现计划巨富家中的)

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(1)

【代号名称】“发现”计划

【规范称呼】低成本 、高度集中的太空科学研究任务计划

【英文名称】Discovery Program

【密级】公开

【发起者】美国国家航空航天局

【行动时间】1992年

【目的】以低廉的成本、公众的智慧,完成探索太空的众多任务

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(2)

【背景】

冷战结束后,“太空争霸”也随之略有降温。面对竞争减弱,美国人也开始逐步放弃“阿波罗”计划那种烧钱太狠的玩法,转而考虑“便宜实惠”的做法。时任美国宇航局局长丹尼尔·索尔·戈尔丁就提出了“更快、更好、更便宜”的行星任务。

1989年,美国国家航空航天局总部的太阳系探索司发起了一系列研讨会,以确定到2000年为止的新的探索战略,包括一个小型任务规划小组,该小组被特许为任务设计一个低成本的理由,允许在相对短的时间内解决有重点的科学问题。要求对潜在的任务进行快速研究,并于1990年作出供资安排。这个新计划被称为“发现”,该小组评估了一些可以实施为低成本计划的概念,其中“近地小行星交会”是第一个要实施的任务。

于是,1992年美国国家航空航天局开始实施“发现”计划,其核心就是一系列低成本(相比于“新疆界”计划/New Frontiers Programs或“旗舰”计划/Flagship Programs等)、高度集中的太空科学研究任务、探索太阳系等等计划。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(3)

从“发现”计划的“近地鞋匠”号任务看被风化的小行星“厄洛斯”

“发现”任务不同于传统的美国国家航空航天局任务,其中目标是预先确定的。取而代之的是,这些有成本上限的任务是由一位叫做“首席调查员”的科学家提出并领导的,提案团队可以包括来自工业、小企业、政府实验室和大学生等各类人员。提案通过竞争性的同行评审过程来选择,所有完成的“发现”任务都是开创性的科学任务,并大大增加了有关太阳系的知识。

美国国家航空航天局还接受有竞争力的“发现”计划(例如“机遇”号)任务的建议。这提供了参与非美国国家航空航天局任务的机会,方法是为科学仪器或科学仪器的硬件部件提供资金,或者重新使用现有的美国国家航空航天局的航天器。这些机会目前通过美国国家航空航天局的机会独立任务计划提供。

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“火星探路者”

“发现”级任务建议包括:

利用中转方法探测奥尔特云的空间观测站;

“伊奥火山观察员”(Io Volcano Observer);

“彗星跳跃者”(Comet Hopper);

“泰坦之母探索者”(Titan Mare Explorer,TiME);

“聚斯-尤里”(Suess-Urey),类似于后来的“起源”任务;

“赫尔墨斯”(Hermes),水星轨道器,与“信使”(MESSENGER)水星轨道器比较;

“木星内部”轨道器(INSIDE Jupiter),可以绘制木星的磁场和重力场图,以研究巨行星的内部结构。这个概念在“新疆界”计划中进一步成熟并被实现为“朱诺”(Juno);

“星尘”号望远镜(Dust Telescope)是测量宇宙尘埃各种性质的空间观测站,“星尘”望远镜将结合轨道传感器和质谱仪,以便分析元素甚至同位素组成;

“奥西里斯”号(起源光谱解释、资源识别和安全,Origins Spectral Interpretation, Resource Identification and Security/OSIRIS)是一个小行星观测和样品返回任务概念,2006年被选作进一步的概念研究,它进一步成熟并于2016年9月8日作为“奥西里斯-雷克斯”在“新疆界”计划中启动。

“赫拉”号(Hera)是近地小行星样本返回的任务概念。作为近地天体探测任务的后续设想,该设计旨在从3个不同的小行星收集3个样本。最初的建议是1999-AO10、2000-AG6和1998-UQ小行星,但后来扩大到40个不同选项中的3个;

“小天体大旅行”(Small Body Grand Tour),小行星会合任务。这个1993年的概念审查了成为近“海神”4660和“范-阿尔巴达”2019的可能目标。其他被考虑用于延长任务的目标包括恩克彗星(2P)、“厄洛斯”433、“甘尼美”1036、“维斯塔”4和“威尔逊-哈林顿”40115(1979VA)。访问了“维斯塔”;

“彗星交汇样本返回”(Comet Coma Rendezvous Sample Return),一种设计用来与彗星交汇的航天器,在彗星内进行扩展观测但不在彗星上着陆,轻轻地收集多个彗星样本,并将它们返回地球进行研究;

“微型埃克索探测器”(Micro Exo Explorer)将使用一种新形式的微电推进,称为“微电子射流喷洒推进”,前往地球附近的物体并收集重要数据。

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火星间歇泉霍珀将研究火星上的“蜘蛛”特征,就像轨道飞行器所成像的那样。图像大小:1公里(0.62英里

  • 聚焦火星

“帕斯卡”(Pascal),火星气候网络任务;

“穆迪”(火星上层大气动力学、能量学和演化,MUADEE),与“火星侦察”计划的“马文”比较;

“火卫一探测器”是火星月球火卫一的轨道飞行器任务构想,火卫一还将为月球的低重力环境部署特殊的探测器;

“帕克罗斯”(PCROSS),基于LCROSS,但是基于火星的卫星“福波斯”(Phobos);

“梅林”号(Merlin),登陆火星卫星“德莫斯”;

“火星月球多重登陆任务”(M4,Mars Moons Multiple Landings Mission)将在火卫一和“德莫斯”进行多次登陆;

“霍尔”(Hall),是火卫一和火卫二的样本返回任务;

“阿拉丁”(Aladdin)是一次“发现”级火卫一和德莫斯样本返回任务。它是1999年“发现”号选择的决赛者,计划于2001年发射,到2006年返回样本。样本收集旨在通过向卫星发射抛射物,然后通过收集器航天器飞越收集抛射物;

“火星间歇泉”(Mars Geyser Hopper)是一个登陆器,它将调查火星南极附近地区发现的春季二氧化碳间歇泉;

“魔术”(火星地球科学厘米级成像,MAGIC)是一种轨道器,可以提供5-10厘米/像素的火星表面图像,允许分辨率小到20-40厘米;

“红龙”(Red Dragon),火星着陆器和样品返回。

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月球样品返回航天器的可能结构

  • 聚焦月球

月球样本从南极-艾特肯盆地返回,没有一个地质模型能充分解释该地区的所有特征,分歧是根本性的。

“埃科蒙”(EXOMOON),对月球的原位调查。

“帕索霍”(PSOLHO),将利用月球作为隐形物来寻找外行星。

月球着陆器月球。

双月登陆器,登月地球物理学任务。

金星多体飞行任务包括1999年向金星发射16个大气探测器。

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1999年计划发射的金星倍增望远镜将把16个大气探测器掉到金星上,然后慢慢落到地表,进行压力和温度测

  • 金星聚焦

“维斯珀”(Vesper)是金星轨道飞行器的一个概念,它专注于研究金星的大气层。它是3个概念之一,在2006年的“发现”选择中接受资金用于进一步研究。“奥西里斯”和“圣杯”是另外两个,最终选择了“圣杯”并继续发射。

“V-星”(V-STAR,金星样本瞄准、捕获和返回)是金星大气样本返回任务。虽然从金星表面返回样本已经注意到困难,但是正在建议从上层大气返回“发现”级样本。一些沿“星尘”任务线但使用自由返回轨道不会进入金星轨道。

“韦瓦”(VEVA,金星探索火山和大气)是金星在大气层中的探测器。中心是7天的气球飞行,穿过大气层,伴随着各种微小的探测器坠入地球厚厚的气体中。

金星探路者,一个长期的金星着陆器。

金星轨道飞行器雷达测绘任务“雷文”(RAVEN)。

“瓦洛尔”(VALOR),一个金星任务,用气球研究其大气层。双气球将在8地球日内环绕地球飞行。

金星飞行器,一种在金星大气层中飞行的机器人,使用长时间的太阳能飞机系统。它携带1.5公斤科学有效载荷,必须与猛烈的风、热和腐蚀性大气相抗衡。

这就是“发现”计划的实质。

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任务时间表

【行动经过】

“发现”计划与1992年正式确立。按照计划,美国国家航空航天局有条不紊地开展了计划中的发射任务:

  • “发现”计划1和“发现”计划2(Discovery 1、2)

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“火星探路者”的微型漫游车采取其阿尔法粒子X射线、光谱仪测量岩石(1997)

前两次“发现”计划任务是近地小行星交会(后来称为“苏梅克”,Shoemaker)和火星探路者。这些最初的任务跟不上计划开始后开始的选择过程。“火星探路者”号从火星环境调查计划中拯救出来,成为技术和EDL演示者。此外,“探路者”的目标之一是支持“火星探路者”计划。通过涉及机会公告的更连续的过程来选择。

近地天体再一次有着略微不同的背景:当“发现”号于1990年成立时,该计划的一个工作组建议第一个任务应该是去一颗近地小行星。1991年审查了一系列仅限于去一颗近地小行星的任务的提案。1993年12月正式选定,发射前经过两年的开发期。近地天体于1996年2月15日发射,2000年2月14日到达轨道小行星“爱神”号。“火星探路者”号于1996年12月4日发射,1997年7月4日登陆火星,并携带第一颗“火星探路者”。

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月球探测器绘制的月球钍浓度图

  • “发现”计划3和“发现”计划4(Discovery 3、4)

1994年8月,美国国家航空航天局宣布为下一次拟议的“发现”计划提供机会。

小行星地球回归;

彗星核穿透器;

彗星核之旅;

彗星化学成分(C4);

“戴安娜”(月球和彗星任务);

“弗雷斯皮”(FRESIP)-寻找地球大小的内行星频率的任务;

“赫尔墨斯”全球轨道器(水星轨道器);

“冰月”任务(月球轨道器);

“月际”1号(月球漫游者);

木星综合天文望远镜(IO环面观测);

月球发现轨道器;

月球探测器(月球轨道器)-1995年2月被选为“发现”计划3号。;

主带小行星探测/交会;

火星航空平台(大气层);

火星极地寻路器(极地着陆器);

火星上层大气动力学、能量学与演化;

汞极蝇;

近地小行星返回样品;

小行星、彗星和地球生命的起源;

珀尔:研究行星火山的月球任务;

行星研究望远镜;

与彗星核的会合(RECON);

“聚斯-尤里”(太阳风样本返回)-“发现”计划4决赛。

小行星和彗星的小型任务:

星尘(彗星/星际尘埃返回)-“发现”计划4决赛;

金星组成探测器(大气);

金星环境卫星(大气);

金星多探测器任务(大气层)-“发现”计划4决赛;

1995年2月,月球探测器,一个月球轨道飞行任务,被选中发射。其他3个任务在1995年晚些时候被留下来接受第4次“发现”计划任务的进一步选择,“星尘”、“聚斯-尤里”和金星多重宇宙。“星尘”,一个彗星样本返回任务,在1995年11月被选中胜过另外两个决赛。

  • “发现”计划5和“发现”计划6(Discovery 5、6)

1997年10月,美国国家航空航天局从1996年12月提交的34项建议中选出“起源”和“神州”作为下一个“发现”任务。5名决赛选手是:

“阿拉丁”(火星月球样品返回);

彗核之旅;

成因(太阳风样本回归);

汞表面、空间环境、地球化学和测距任务(“信使”);

金星环境卫星(VESAT)。

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深碰撞与彗星核碰撞

  • “发现”计划7和“发现”计划8(Discovery 7、8)

1999年7月,美国国家航空航天局选择了“信使”号和“深度撞击”号作为下一个“发现”计划任务。“信使”号是自“水手”10号以来第一个水星轨道器和前往该星球的任务,“深度撞击”号向“坦佩尔”1号彗星发射了弹药。两个任务都瞄准了2004年末的一次发射,费用被限制在每个飞行器3亿美元左右。

1998年,5位入围者被选中接受375000美元以进一步完善他们的设计概念。这5项建议是从大约30项建议中选出的,目标是实现最好的科学。这些任务是:

1、“阿拉丁”;

2、“深层撞击”(Deep Impact);

3、“信使”;

4、“木星内部”;

5、“韦斯珀”。

1997年,“阿拉丁”和“信使”入围了决赛。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(12)

灶神星、谷神星和月亮的尺度比较

  • “发现”计划9和“发现”计划10(Discovery 9、10)

2000年“发现”号招标提交了26项提案,预算最初定为3亿美元。2001年1月,3名候选人被列入A期设计研究的候选名单:“黎明”(Dawn)、“开普勒”(Kepler)和“木星内部”。“木星内部”与后来的“新疆界”号任务“朱诺”相似;“黎明”号是小行星“维斯塔-a”(Vesta-a)的任务。“开普勒”号是空间望远镜的使命,旨在发现太阳系外的行星。3名入围者获得45万美元,以进一步完善任务建议。

2001年12月,美国宇航局选择了“开普勒”和“黎明”号进行飞行。此时,只检测到80颗系外行星,这是“开普勒”任务的一部分,以寻找更多的系外行星,特别是地球大小的系外行星。“开普勒”和“黎明”号最初都计划在2006年发射。

此后,“发现”计划陷入了困难时期,一些任务出现成本超支,而“轮廓”任务在轨道上出现发动机故障。尽管“黎明”和“开普勒”都将成为广受赞誉的成功故事,但它们却未能实现各自在2007年和2009年推出的2006年略有野心的发射目标。“开普勒”将继续接受任务扩展,黎明号同样成功地绕灶神星和谷神星运行。然而,由于新任务的程序选择放缓,下一次选择将比之前花费更长的时间。随着新任务的成功,提升了“发现”计划的形象,困难开始从聚光灯下消失。此外,随着计划的增加,开发或活动的活动“发现”计划任务的数量开始增加。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(13)

“开普勒”航天器艺术

  • “发现”计划11(Discovery 11)

这次“发现”计划任务的机会公布于2006年4月。这次“发现”计划选择有3名最终入围者,包括“圣杯”(GRAIL,Gravity Recovery and Interior Laboratory,“重力恢复和内部实验室”最终获胜者)、“奥西里斯”和“韦斯珀”。“奥西里斯”与后来的“奥西里斯”-“雷克斯”(REX,Radio Exploration Satellite)任务、101955“贝努”(Bennu)的小行星样本返回任务和“韦斯珀”金星轨道飞行器非常相似。“韦斯珀”先前的提议也是1998年选拔赛的决赛者。3名决赛者于2006年10月宣布,并授予120万美元以进一步开发最后一轮的赛前宣传片。

2007年11月,美国国家航空航天局选择“圣杯”任务作为下一个“发现”计划任务,目标是绘制月球重力图和2011年的发射。还有23个其他建议也在考虑之中。任务预算为3.75亿美元(当时为美元),其中包括建造和发射。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(14)

艺术家对土星卫星“泰坦”的提议的印象

  • “发现”计划12(Discovery 12)

这是一个特别艰难的选择:紧随火星漫游者成功着陆和“火星侦察”计划(Mars Scout Program,“凤凰”和“马文”的母计划Phoenix Program/Maven Program)的终止之后,它意味着对这个非常受欢迎的红色星球的提议与更加模糊的目的地展开了竞争。另一方面,“泰坦”号刚刚被惠更斯号着陆,“彗星”号正在接受欧空局“罗塞塔”号旗舰级任务的全面治疗。

据BBC报道,2010年收到了28份提案,其中3份是月球、4份是火星、7份是金星、1份是木星、1份是木星“特洛伊”、2份是土星、7份是小行星、3份是彗星。

“展望”号,火星着陆器。

“泰坦-玛尔”探测器(Titan Mare Explorer,TiME)用于在土星的卫星“泰坦”上着陆和漂浮在一个巨大的甲烷-乙烷海上。泰坦月球“湖泊”着陆器以前被认为是泰坦土星系统任务和其他概念,但已经输给了其他任务,这些任务本身已被取消。

“霍珀”彗星(CHopper)通过多次降落在彗星上并观察其与太阳的相互作用来研究彗星的演化。

2012年8月,“展望”号被选为开发和启动项目。该任务于2018年5月发射,并于2018年11月26日成功登陆火星。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(15)

美国宇航局为第13次发现计划任务提供了离子推进器技术

  • “发现”计划13和“发现”计划14(Discovery 13 and 14)

2014年2月,美国国家航空航天局发布了一个“发现”计划“机会公告草稿”,预计发射准备日期为2021年12月31日。2015年9月30日,美国国家航空航天局选出了5个任务概念作为最终入围者,每个都获得了300万美元,用于一年的进一步研究和概念改进。

深层大气金星对稀有气体的研究、化学和成像(DAVINCI);

金星发射率,无线电科学,InSAR地形和光谱(VERITAS);

近地天体相机(NEOCam);

“露西”;

“普赛克”。

2017年1月4日,“露西”和普绪客分别被选中执行第13次和第14次“发现”任务。“露西”将乘坐5个木星“特洛伊”飞行,这些木星“特洛伊”是共享木星绕太阳轨道的小行星,在地球前后运行。“普赛克”将通过轨道运行和研究金属小行星“普赛克”16来探索行星核心的起源。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(16)

艺术家笔下的“露西”和“心灵”的使命

“发现”计划独立任务:

飞行器名称、目标、发射日期、火箭、发射质量、第一科学、地位、首席调查员、费用(百万美元)

1、“苏梅克”号:1996年2月17日,彗星“玛蒂尔德”253、小行星“厄洛斯”433(着陆器),“德尔塔”II7925-8,800公斤(1800磅),1997年6月,2001年完成,程裕苏,224(2000)

1996年2月17日,近地天体探测器成为“发现”计划的第一个发射任务。12月4日发射的“火星探路者”(Mars Pathfinder)展示了许多创新、经济、高效的航天器和行星任务设计方法,如充气气囊使“火星探路者”能够平安着陆。

近地小行星交会“苏梅克”号(以尤金·苏梅克的名字命名)在6月27日临近“玛蒂尔德”253飞行,并在1998年进行了地球轨道飞行。1998年,它飞行了“厄洛斯”433,直到2000年2月14日第二次接近“厄洛斯”才进入轨道。经过1年的轨道观测,飞船于2001年2月降落在小行星上,令人惊讶地以低于2米/秒的速度成功地软着陆,成为第一颗探测小行星软着陆的探测器。探测器继续发射信号,直到2001年2月28日,最后一次尝试与航天器通信是在2002年12月10日。

请注意,两艘火星探索探测器“机遇”号和“勇气”号虽然重新使用了“火星探路者”的整个着陆系统,但并不是“发现”计划的一部分。此外,“凤凰”号和“马文”号也参加了“火星侦察”计划(Mars Scout Program),但是它们并不是“发现”计划。

2、“火星探路者”,火星(漫游者),1996年12月4日,德尔塔II7925,264公斤(582磅),1997年7月4日完成,1998年,约瑟夫·博伊斯,265(1998)

它是在火星全球探测器发射一个月之后发射的。进入火星大气层后,高超音速太空舱部署了包括降落伞和安全气囊的复杂着陆系统,以14米/秒的速度撞击地面。1997年7月4日,着陆器在火星阿瑞斯·瓦利斯表面部署了“旅居者”探测器(10.5公斤),从而成为第一个在地月系统外运行的探测器。它携带了一系列科学仪器来分析火星的大气、气候、地质以及岩石和土壤的组成。它完成了最初的和延长的任务,80多天后,最后一次信号在1997年9月27日发出的。任务于1998年3月10日结束。

3、月球探测器,月球,1998年1月7日,“雅典娜”II型,296公斤(653磅),1998年1月16日完成,1999年,艾伦·宾德,63(1998)

月球轨道器,用于描述月球矿物学,包括极地冰矿床、测量磁场和重力场,以及研究月球放气事件。经过初步测绘,它于1月16日到达了目标月球主轨道。该轨道上的主要任务持续1年,直到1999年1月28日,随后又在较低轨道上延长了半年,以便获得更高的分辨率。1999年7月31日,它故意撞击月球南极附近的“苏梅克”陨石坑,希望产生从地球上可以观测到的水汽羽流。

4、“星尘”81P(Stardust),“怀尔德”样品收集,“安妮·法兰克”、5535,“坦普尔”1,1999年2月7日,“德尔塔”II号7426-9.5,391公斤(862磅),2002年11月2日完成,2011年,唐纳德·布朗利,200(2011)

收集来自81P/“怀尔德”彗星核的星际尘埃和尘埃粒子用于地球研究的任务。2002年11月,“安妮·法兰克”飞越地球,然后飞越小行星5535。2004年1月,“怀尔德”2号彗星飞过后,样本收集板收集了彗星的尘埃颗粒样本。后来,它从样品返回舱中分离出来,样品返回舱于2006年1月15日返回地球。这个太空舱在华盛顿特区的国家航空航天博物馆展出。全世界的科学家正在研究彗星尘埃样本,而民科可以通过“星@家”(Star.@home)项目寻找星际尘埃碎片。在2014年,科学家们宣布鉴定可能的星际尘埃粒子。同时,航天器避开了重返大气层,转而飞越“坦佩尔”1号彗星,作为“星尘”-NExT扩展的一部分,以观察“深度撞击”留下的陨石坑。2011年3月24日,“星尘”号最后一次燃烧耗尽了剩余的燃料。

5、“起源”(Genesis),太阳风(收集在太阳-地球L1),2001年8月8日,“德尔塔”II7326,494公斤(1089磅),2001年12月3日完成,2004年,唐纳德·伯内特(加州理工大学),209M(2004)

收集太阳风带电粒子,用于地球分析的任务。在2001年11月16日到达L1轨道后,它在2001-2004年间收集了850天的太阳风。它离开Lissajous轨道,于2004年4月22日开始返回地球,但在2004年9月8日,取样返回舱的降落伞未能展开,并坠入犹他州的沙漠。然而,太阳风样本被抢救出来并可用于研究。尽管着陆艰难,“起源”已经达到或预期达到它的所有基本科学目标。

6、“轮廓”(CONTOUR),恩克、“施瓦斯曼-瓦克曼”3,2002年7月3日,德尔塔II7425,398公斤(877磅),发射后解体,约瑟夫·维佛卡(康奈尔大学),154(1997)

彗核之旅是访问和研究彗星的失败使命。2002年8月15日,经过一次计划中的飞行,该飞船被送出地球轨道,进入其追逐彗星的太阳轨道。调查委员会得出结论,可能的原因是在星际30号固体火箭发动机燃烧过程中由于羽流加热导致航天器结构失效。随后的调查显示,它至少断裂成3块,原因可能是火箭发动机燃烧过程中结构失效,该火箭发动机燃烧将航天器推离地球轨道。进入太阳轨道。

7、“信使”,水星、金星,2004年8月3日,“德尔塔”II7925H-9.5,1108kg(2443磅),2005年8月完成,2015年,肖恩·所罗门,450(2015)

水星表面、空间环境、地球化学和测距进行了第一次水星轨道研究。它的科学目标是提供整个地球的第一幅图像,并收集关于水星地壳的组成和结构、它的地质历史、它的薄大气层和活动磁层的性质、以及它的核心和极性物质的组成的详细信息。这是继1975年“水手”10号( Mariner 10)之后第二个飞越水星的宇宙飞船。经过1次地球、2次金星和3次水星,它最终进入环绕水星的轨道2011年3月18日。主要科学任务从2011年4月4日开始,一直持续到2012年3月17日。它于2013年3月6日完成了100%的水星测绘,并于2013年3月17日完成了其第一项为期1年的延长任务。经过两次延长飞行任务后,该航天器用完了推进剂,并于2015年4月30日脱离轨道。

8、“深度冲击”,2005年1月12日,103P/Hartley,“深度撞击”1号模板(冲击器),“德尔塔”II7925,650公斤(1430磅),2005年4月25日,完成于2013年,迈克尔·阿赫恩,330(2005)

2005年7月3日,宇宙飞船向“坦佩尔”1号彗星发射了350公斤的撞击物。撞击发生在2005年7月4日,释放相当于4.7吨TNT的能量。用几个空间观测站观测了撞击羽流。2007年的“星尘”号航天器NExT任务确定产生的陨石坑的直径为150米(490英尺)。在成功完成任务后,它进入休眠状态,然后重新激活,执行一个名为“埃波西”(EPOXI/Extrasolar Planet Observation and Deep Impact Extended Investigation,极外行星观测与深撞击扩展研究)的新任务。2010年11月4日,它执行了“哈特利”2号彗星的飞行。2012年,它执行了“杰拉尔德”彗星C/2009P1彗星的远程观测,2013年执行了“艾森”彗星的远程观测。联系于2013年8月丢失,后来归因于Y2K类错误。

9、“黎明”,“维斯塔”4、塞勒斯,2007年9月27日,“黎明”号、“德尔塔”II7925H,1218kg(2685磅),2011年5月3日完成,2018年,克里斯托弗T.拉塞尔,472(2015)

“黎明”号是第一艘环绕两个外星体运行的宇宙飞船,这两个外星体是小行星带中最大的两个物体:原行星“维斯塔”和矮行星谷神星。这是通过采用高效率的太阳能电离子推进器实现的,在逃离地球后,整个任务只需要425公斤氙气。经过2009年的火星飞行后,它于2011年7月16日进入环绕“维斯塔”的轨道。2011年12月8日,它进入了最低的“维斯塔”轨道,经过1年的“维斯塔”任务后,它于2012年9月5日离开了轨道。2015年3月6日,它进入了谷神星轨道,从而成为第一艘访问矮行星的宇宙飞船。它于2015年12月16日开始其最低轨道,并在2016年6月被批准延长飞行任务。2017年10月19日,美国宇航局宣布,将延长飞行任务直到其肼燃料耗尽,可能在2018年下半年。

10、“开普勒”,过境系外行星勘测,2009年3月7日,“德尔塔”II7925-10L,1052kg(2319磅),2009年5月12日,威廉·博鲁基,2018年,640(2009)

一个以约翰内斯·开普勒命名的太空观测站,位于日心、地球尾随的轨道上,任务是探索太阳系外行星系统的结构和多样性,特别强调探测太阳系外围绕恒星运行的轨道中的地球大小的行星。它于2010年1月宣布了首次发现地外行星。最初计划为3.5年,它仍然在9年后运行,包括“第二灯”(K2,Second Light)扩展任务。到2015年,航天器已经探测到2300多个已确认的行星,包括热木星、超地球、环绕行星以及位于其宿主恒星的环绕恒星可居住区的行星。此外,“开普勒”还探测到了3600多颗未经证实的行星候选星和2000多颗食双星。望远镜在燃料耗尽后于2018年10月30日退役。

11、“圣杯”,月亮,2011年9月10日,“德尔塔”II7920H-10C,307kg(677磅),2012年3月7日,2012年完工,玛丽亚·祖伯(麻省理工学院),496(2011)

“重力恢复和内部实验室”提供了更高质量的月球重力场图,以确定其内部结构。两个小型航天器“圣杯”A(GRAIL A,Ebb)和“圣杯”B(GRAIL B、Flow)在发射后不久分离,分别于2011年12月31日和2012年1月1日进入月球轨道。初步科学阶段于2012年5月完成。在延长任务阶段之后,两艘宇宙飞船于2012年12月17日撞击月球。“月球车”(MoonKAM,Moon Knowledge Acquired by Middle school students,中学生获取的月球知识)是这个任务的一个与教育相关的子项目和工具。

2017年1月4日,美国国家航空航天局宣布,下一次“发现”任务选择包括双重选择“露西”(Lucy),访问“特洛伊”(Trojans)、“普赛克”(Psyche)几个小行星,访问金属小行星“普赛克”,分别作为第13和第14次“发现”任务。

12、“展望”(InSight),火星(着陆器),2018年5月5日,近视火星(着陆器),“阿特拉斯”5号(Atlas V),721公斤(1590磅),2018年11月,W·布鲁斯·班纳特(喷射推进实验室),830(2016)

利用地震勘探、大地测量和热传输进行内部探测是“凤凰”号火星探测器的358kg着陆器再利用技术,旨在研究火星的内部结构和组成,并进一步了解陆地行星的形成和演化。它的发射从2016年推迟到2018年5月。着陆器于2018年11月26日在距离好奇号漫游车约600公里(370英里)的地点成功着陆。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(17)

【后续】

“发现”计划的“展望”号计划之后,还有至少两次发射计划:

13、“露西”(Lucy),“朱庇特”、“特洛伊”(Jupiter trojans),2021年10月,TBA,2025,发展中,哈罗德·F·莱维森(西南研究所),450 发射

它以人类“露西”的名字命名,将巡游6颗“特洛伊”小行星,以便更好地理解太阳系的形成和演化。发射计划为2021年。它将在2027年到达木星L4“特洛伊”,访问木卫六3548、波吕梅尔(Polymele)15094、“琉科斯”(Leucus)11351和欧鲁斯(Orus)2190。经过地球飞行之后,“露西”将在2033年到达L5“特洛伊”(木星后面的轨迹)去参观“帕特洛克勒斯-梅诺修斯”双星617。它也将在2025年通过内主带小行星“唐纳德·约翰逊”52246。

14、“普赛克”(Psyche),“普赛克”16,2022,TBA,2026,发展中,林迪·埃尔金斯-坦顿,450 发射

“普赛克”轨道器将前往并研究小行星“普赛克”16,小行星带中最大的金属小行星,被认为是原行星暴露的铁核。发射计划为2022年。它将携带成像仪、磁强计和伽马能谱仪。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(18)

“普赛克”16

【关联性】

“发现”计划属于空间探索行动,子行动计划比较复杂,前文已经按照时间顺进行了详细的说明,本部分不再赘述。

不过需要说明的是,“发现”号航天飞机与“发现”计划并没有关系,仅仅是美国人比较喜爱这个词而已吧。

“发现”计划这种现代化机,在“历史脉动”前期的众多资料中比较多见,请对此感兴趣的返回“历史脉动”目录。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(19)

绿色的就是“特洛伊”小行星

【影响】

1、“发现”计划的运作模式是创新的结果,因此具有非常强大的社会意义:调动了世界的力量为其建言献策,因此美国人收获颇丰:

通过为科学仪器或科学仪器的硬件部件提供经费,或者为航天器提供可能与其原始目的不同的具体扩展任务,提供了参与非美国国家航空航天局任务的机会。一些示例包括:“阿斯佩拉-3”(ASPERA-3)、M3、“埃波西”、NExT和“斯特罗非奥”(Strofio)。

“阿斯佩拉-3”:是研究太阳风与火星大气相互作用的仪器,正在欧洲航天局的火星快车轨道器上飞行。它于2003年6月发射,自2003年12月以来一直环绕火星运行。首席调查员是西南研究所的大卫·温宁汉姆。

月球矿物学绘图仪(M3):是美国宇航局设计的仪器,放置在2005年2月选择的ISRO月球探测器上。于2008年发射,旨在以高分辨率探测月球的矿物组成。M3在月球上探测水的任务结束一个月后,于2009年9月宣布。首席调查员是布朗大学的卡尔·皮特斯。

“埃波西”:于2007年7月被选中。现有“深度撞击”探测器在“坦普尔”1号成功后,进行了两个新的任务:

2008年,“超极行星观测与表征”(EPOCh)任务使用“深度撞击”高分辨率相机来更好地描述环绕其他恒星运行的已知巨型太阳系外行星,并在同一系统中搜索其他行星。首席调查员是美国宇航局戈达德航天飞行中心的L·德雷克·戴明;

“深度撞击”彗星调查(DIXI)任务使用“深度撞击”任务的航天器飞越第二颗彗星“哈特利”2。目的是拍下彗星核的照片,以增进我们对彗星多样性的理解。2010年11月4日,“哈特利”2号的飞越成功,最接近的飞行接近。马里兰大学的迈克尔·阿赫恩是首席调查员。

2007年7月,随着“埃波西”的扩展,选择了“坦普尔”1号的新探索(NExT)。“星尘”号航天器在2011年乘坐“坦普尔”1号彗星飞行,并观察自2005年7月“深度撞击”任务访问以来的变化,这是一个新的任务。2005年晚些时候,“坦普尔”1号接近太阳,有可能改变彗星的表面。这次飞行于2011年2月15日顺利完成。康奈尔大学的约瑟夫·维尔卡是首席调查员。

“斯特罗非奥”是一种独特的质谱仪,它是“塞雷娜”仪器包(SERENA)的一部分,它将在欧洲航天局的“贝皮·哥伦布”(Bepi Colombo)/“墨丘利”(Mercury)行星轨道飞行器上飞行。“斯特罗非奥”将研究组成水星大气的原子和分子,以揭示水星表面的组成。西南研究所的斯特凡诺·利维是首席调查员。

此外,自“月球前体机器人”计划终止以来,月球侦察轨道器一直由“发现”计划管理。

2、通过“发现”计划,美国人对太阳系各行星的了解程度及科学知识积累,已经将所有国家远远落下,难以追赶。这位美国未来获取外星球资源,奠定了无与伦比的基础。

3、由于集思广益,行动计划的财力消耗明显降低,有限的预算可以最大程度地发挥效力。

4、“发现”计划的运作为世界各国有志于太空探索的国家,作出了极为宝贵的探索和光辉的榜样,无论其成因如何。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(20)

哈特利2号彗星的核心

【评论】

“发现”计划由于是在冷战胜利的背景下实施的,因此美国国家、民众对探索宇宙的心态已经变得非常宁静,因此出台了这样一个令人赞叹的计划,使我们不得不赞赏接触的创造性。美国对于太空探索想来不惜重金,尤其是在这种结束后,可投入到这个领域的资金更是不可限量——美国“信息产业革命”正逢其时,国力空前强大。此时此刻,却开始节衣缩食,仿佛是巨富家中的草根,这非常有品味的意义。

“发现”计划的完整实施,既保证了美国太空探索的连续性,引领了世界世界科学的先导,巩固了美国截至目前仍无可动摇的航天强国的地位。

反观我国,仍在固守所谓“有所为,有所不为”的陈腐观念之中,在综合国力日益增长的情况下,在太空探索方面几乎仍然是0,让人无法理解。

无论资金投入多少,都有一个可能包含二十几个概念的选择过程。这些任务有时会进一步成熟并在另一个选择或计划中重新提议。一个例子是“聚斯-尤里”任务,它被传递给成功的“星尘”任务,但最终作为“起源”飞行,而更广泛的类似于“内部”的任务作为“朱诺”在“新疆界”计划中飞行。这些概念中的一些后来成为实际的任务,或者类似的概念最终在另一个任务类中实现。这个清单是过去和现在提案的混合。

穷奇档案(发现计划巨富家中的)(21)

水星的“发现”信使

【代号说明】

“发现”,一个通俗易懂的代号,所不为人注意的,是其巨大的野心。


穷奇档案(发现计划巨富家中的)(22)

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