深空探测是指

文章体裁2022-07-13  21

什么是深度空探测?乍一看,这似乎不是一个问题。《中国大百科全书》和《2000年的中国航天》都有一个定义,就是深空空探测一般指“对深空空中天体的探索”。但是这个定义并不严谨,实践起来也比较困难。让我们只是谈谈。

可能有人会说“距离很深空,所以深空探测会让你明白。”有多远?距离是一个相对的概念。离地面100公里。不近吧?一般来说,100km的高度被认为是航海空和航天的分界线。再者,在航天领域,deep 空到底有多远?500公里、1000公里、1万公里还是10万公里?很难说。

西方百科对深度空的定义是:空超出地球引力场。这个定义对吗?仔细想想,这个定义也不严谨。因为理论上,无论引力场大小,其作用距离都是无限的。

如果按照直线距离很难定义深度空,那么按照飞行距离定义是否可行?一般在轨近地航天器一生中绕地球飞行距离在百万公里以上。以知名的国际空站为例。国际空站首舱于1998年11月发射入轨,已在近地轨道飞行18年,飞行里程约40亿公里。已经够远了,但还是不能算深度空探测器。

如果我们不能从距离上定义什么是deep 空和deep 空探测,那么我们能否以“探测”为中心,通过探测物体来定义deep 空探测?比如所有对地球以外天体的探测活动都定义为深空空探测。严格来说也不可行。人类在地球上对地外天体、星系和宇宙的观测由来已久,现在已经有了大量的地基光学望远镜、射电望远镜等先进的天文观测设备。这些可以用来观测地外天体,但显然不适合归为深空空探测。

自1957年人类进入太空时代以来,利用地球轨道上的航天器对太阳系其他天体、环境和银河系进行了大量的探索活动。这些可以定义为深度空探索吗?如果是,那么地球轨道上的空望远镜,比如哈勃太空望远镜空,应该算是深空空探测。但这种说法在业内并不被认可。

说到这里,似乎无法定义什么是深度空探测。为什么要谈深度空检测这个概念?笔者在此仔细分析此事,希望厘清深空空探测的概念,回答一个由来已久的问题——月球探测是不是深空空探测?

嫦娥一号发射成功后,出现了一些月球不深空和探月不深空的论调。提出这个观点的人说,“根据ITU规定,deep 空是指到地球的距离超过200万公里的空域,所以月球不属于deep 空。”这是国际组织在传播领域的说法。可以作为定义的依据吗?国际电联的这一规定是对空之间TTC通信的频段进行细分,避免空之间探测活动中相同频段或相近频点的干扰。专业人士可能知道,国际电联曾希望世界各国不使用S波段进行深空空探测,而使用更高频段的无线电波进行测控通信。但这根本不可行。目前,地球轨道上的大量航天器和深空空探测器使用重叠的频段。即使在美国,月球探测器上也不可能使用S波段测控,同时地球轨道上也不使用X波段,而是把频段给了deep 空探测器。所以ITU的规定不能作为深空空探测的定义,更不能推断月球探测不是深空空探测。

2011年,美国国家航空航天局(NASA) [/K0/]发布了最新的行星探测计划,特别指出大行星及其卫星和月球的探测活动都属于行星探测。所以月球探测也应该属于深空空探测。

说到这,可能有人会说:你讲了很久了,过去那些定义不够严谨。这既不正确也不好。就算承认探月属于深空空探测,能不能拿出一个相对严格的深空空探测定义?或者能不能创造一个相对严谨的定义?

早在2002年,NASA出版的《deep 空探索年表》中就定义了Deep 空探索。用定义枚举法列出了2002年以前世界上所有的深部空探测任务类型,满足这些任务类型的探测器都属于深部空探测。这个定义冗长且不可扩展——如果人类发明了一种新的deep 空检测方法,我们是不是要马上修改deep 空检测的定义?然而这已经是当时世界上对deep 空探测最严谨的定义了。

2006年,我国开始研究deep 空探测计划,一批科学家和工程师也对“什么是deep 空探测”进行了深入探讨,提出了一个相对完整简洁的定义,即飞行过程中经历的主要引力场是地球以外的天体引力场,或者说多体引力平衡点附近的航天器是deep /。相应的,deep 空探测器空探测的活动就是deep 空探测。

上述定义从航天器的角度出发,以引力场是否变化来定义深空空探测,既避免了待探测物体定义的不完全性,也避免了飞行距离定义的不精确性。还能体现不同于近地空间活动的深空空探测的特点,具有一定的扩展性。这是一个清晰而准确的定义。

按照这个定义,中国的嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥五号飞行试验器都经历了月球重力场是主要重力场或起主要作用的飞行阶段。嫦娥二号最后飞在太阳引力场中,显然属于deep 空探测器。

当然,深度空探索的概念在未来也不会一成不变。目前人类的deep 空探测器大部分活动在太阳系,最远的旅行者2号已经到达太阳系边界。随着人类进入空空间能力的提高,未来人类将可以到达更远的空空间,深空空探索将扩展到太阳系以外的星系甚至整个宇宙。探索的方式可能会天翻地覆,上面的定义可能不再适用。届时,未来人类将能够提出更清晰、更准确的deep 空探测概念。

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