五大最成功的空间探测器

知识点：探测器

空间探测任务多年来一直是喜忧参半，既有光辉的成就，也有玉石俱焚。那么，怎样才能造就一个成功的空间探测任务呢？

经验、认真的测试、成熟的技术以及精益求精是成功的关键。

    为了缩小评选的范围，这里仅仅考虑在地月系统之外执行任务的空间探测器。而“成功”的标准则是，它们不仅已经完成了主任务，并且还执行着（过）扩展任务。

    在入选的这些任务中，既包括了对行星进行观测和探测的，也包括飞向外太阳系的，还包括撞击彗星的。以下就是五大最成功的空间探测任务。

“旅行者”1号和2号

探测目标：木星和土星
发射时间：1977年9月5日（“旅行者”1号）、1977年8月20日（“旅行者”2号）
到达时间：1979年
原定任务期限：4年
图片版权：NASA/JPL

    “旅行者”任务包括两个独立的探测器：“旅行者”1号和2号，两者都旨在探测木星和土星。

    “旅行者”1号对土星的探测仅持续了几天，但它所获得的信息却超过了历史上人类对土星系统所知的总和。在飞掠过土星之后，1980年9月“旅行者”1号开始飞往太阳系外。在探访了木星、土星、天王星和海王星之后，1989年“旅行者”2号也启程前往星际空间。

    目前“旅行者”1号是距离地球最远的人造物体——它到太阳的距离超过地球到太阳距离的100倍以上。

    从1990年开始，“旅行者”任务扩展为“旅行者星际”任务。即便“旅行者”1号的信号要花超过12小时才能到达地球，但两个“旅行者”号探测器仍然与地球保持着联系，并且一直发送着采集到的数据。

    “旅行者”的成功在很大程度上得意于美国宇航局的“水手”和“海盗”计划。而“旅行者”能工作这么长时间的原因之一是这个项目的每一分钱被用在了确保一切都能正确工作上，而不仅仅是试图去开发一项新技术。

    尽管从发射之日起“旅行者”已经工作了32年，但原来的设计寿命却只有4年。由于要频繁的开关，探测器系统会出现老化，工程师由此得出了“旅行者”的寿命大约为4年。

    “旅行者”的部件在设计和制造的时候都具有非常高的可靠性并留有很大的余地。燃料是“旅行者”寿面的关键，工程师们对它能工作4年很有信心，但没有人想到会是30年。

    “旅行者”号探测器上所使用的技术已经被证明和它们的发现同样令人称奇。

卡西尼土星探测器

探测目标：土星
发射时间：1997年10月15日
到达时间：2004年
原定任务期限：4年
图片版权：NASA/JPL/D. Seal

    “卡西尼-惠更斯”是美国宇航局、欧洲空间局和意大利空间局间联合进行的探测计划。它由两部分组成：卡西尼探测器和惠更斯探测器。“卡西尼”由美国宇航局的喷气推进实验室设计和管理。

    “卡西尼”的目标是深入研究土星和它的卫星，这其中也包括土星的卫星土卫六。即使是按照空间探测器的标准，“卡西尼”的设计也是非常复杂的。“卡西尼”共携带了12台仪器，重量超过了两个“旅行者”探测器的总和。在过去的几年中，“卡西尼”已经绕土星飞行了几十圈，发回了数以万计的土星及其卫星的照片。

    “卡西尼”的构思正直空间探测器设计理念发生转变之际。20世纪90年代，美国宇航局的信条是“更快、更好、更廉价”。当时的观点认为，如果能容忍失败，就能进行更多的空间探测。于是尽一切可能来降低成本、减少测试，让探测任务变得更廉价、开发的时间更短。

    “更快、更好、更廉价”被证明是失败的。“卡西尼”的设计和研发以及最终于1997年发射则体现了向20年前“旅行者”号成功理念的回归。

    即便置身“更快、更好、更廉价”之外，除了可靠性和探测能力，成本仍然是空间探测器设计必须要考虑的一个重要因素。一个例子就是“卡西尼”是使用有缺陷的飞行工程计算机芯片还是花100万美元重新设计、制造它。

    “卡西尼”的工程师们不仅要考虑直接成本，还要为探测任务留有回旋的余地。由于“卡西尼”的建造一直进行平稳，因此他们花钱重新做了一块芯片。

    “旅行者”和“卡西尼”的成功还得益于被“更快、更好、更廉价”所抛弃的更为仔细的设计和测试过程。这些信条也保留到了今天。

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2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范