太空探测器

太空探测器是一种没有机组人员的机器人航天器，它不绕地球运行，但用于探索外层空间，因为它被发射到外太空，目的是探索一个或多个天体（行星、月球、彗星、小行星）或探索行星际介质或星际介质.它的有效载荷由各种类型的科学仪器组成（如先进的相机、光谱仪、无线电能、磁力计等），使科学家能够使用相机和传感器在现场或远处收集数据，然后将其发送回地球。虽然太空探测器通常靠近绕地球运行的卫星，但太空探测器具有几个特性，使它们成为特殊的机器：

- 地面操作员与机器（探头）之间的长距离带来了极大的自主性，同时提供了强大而准确的通信系统。
- 探测器要执行的任务的复杂性：例如，降落在有大气层或极低重力的天体上，仪器对快速移动目标的精确定向，样品采集和数据备份程序，以防万一。
- 导航的准确性和复杂性。
- 在宇宙辐射暴露下工作。
- 在恶劣的太阳能下运行，特别是如果发送探测器的目的是收集有关系外行星的数据。
- 在执行系外行星（系外行星）或水星轨道下的任务时承受极端温度。
- 任务的持续时间可以在过渡阶段之后开始，并延长至数十年。

将太空探测器发送到行星的过程需要从地球发射角度的高度精度，因为该角度的精度达到 1 角秒。它还要求探头非常精确地通过轨迹，利用多普勒现象并改变信号进展的持续时间。所有这些方法以及其他方法都允许探测器以高达1米的精度定位在太空中，无论它与地球的距离如何。

如果目标是月球或太阳系的内行星（如水星和火星），探测器从蓄电池板充电的蓄电池中获取能量。如果探头设计用于短暂使用，则使用电池供电。如果探测器被设计为发送到遥远的系外行星，在那里太阳能电池板发电所需的阳光被削弱，则使用放射性同位素电池。

空间探测器中使用的探索方法主要取决于科学目标和成本限制。例如，如果对特定行星的研究是同类研究中的第一个，那么最终目标是将探测器置于行星周围的轨道上，以便长时间观察整个行星。但在这种情况下，将探测器送入轨道的过程需要增加需要大量成本的推进装置。出于这个原因，对目标和任务观点进行了简单的概述，以便使用能够收集最大数据量的科学工具充分利用轨道。最后，选择探索方法的过程取决于开发空间探测器的国家或国家集团的经验水平。难度最小的是探测器飞越属于太阳系的内行星。但是，长期以来，将探测器降落在火星上一直是航天机构，尤其是美国宇航局的一个重大挑战，因为后者过去向火星发送的任务中有三分之二都失败了，因为携带探测器的车辆在试图穿透火星大气层时被烧毁。2012 年 8 月 6 日，美国宇航局在部分自主的好奇号火星车登陆火星后幸存下来，这一现实迅速发生了变化，火星的特点是大气层和强大的重力。

根据所使用的勘探方法， 将空间探测器分为 9 个主要类别。一些太空探测器可以同时组合多个类别，例如维京探测器（维京 1 号和维京 2 号）。

轨道探测器是一种太空探测器，在到达目标（天体）后，为了研究它而绕它运行。这些探头是仅次于飙升探头类别的第二大类别。为了使太空探测器进入轨道，它必须在到达目标时显着降低速度。用于此制动过程的推力可以占机器总质量的很大一部分（通常用于发送到火星的推力约为 50%）。轨道飞行器允许在几年内对几乎整个天体表面进行定期观测。从逻辑上讲，将轨道飞行器发送到特定目标是在传输简单飞行探测器之后的立即步骤。空间探测器的轨道是根据设想的目标选择的，但也基于其质量所代表的限制。预算有限的火星快车式任务选择椭圆轨道，该轨道效率较低，但燃料效率低于相对于美国宇航局大多数火星轨道的低圆形轨道。

漫游车是一种太空探测器，旨在在行星或空间物体的表面上移动，目的是在各个科学兴趣点对行星进行原位研究。这些火星车可以携带小型综合实验室来分析收集的样本，就像火星科学实验室携带好奇号火星车一样。这种类型的探测器从太阳能电池板或发电机中获取能量，这些能量来自放射性衰变引起的热量。如果漫游车和指挥中心之间的距离不是很重要（例如月球），则可以远程控制探测器。虽然如果这个距离对火星漫游者来说非常重要，那么后者在火星上的运动货币方面有一定的自主权，主要基于地球分析程序。但他的运动总是相对缓慢，每天并不总是超过几百英尺。

太空探测器的最初任务仅限于简单的任务，以更接近地球目标，例如，涉及单程旅行以研究月球和金星。但它们很快演变成复杂的任务，涉及双向飞行，以研究离地球相对较远的天体，降落在天体上，并将数据和样本传回地球。

第一次使用无人太空探测器的太空探索任务来自历史上被称为苏联和美国之间的太空征服竞赛。无论如何，美国人能够在将人类送入太空方面取得进展，他们的脚在苏联人之前首次接触月球表面。虽然苏联人首先通过太空探测器进入天体，但他们是第一个将火星车降落在月球、火星和金星等许多行星上的人。