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第29章 为家园而战（第5页）

-飞越探测：1959年，苏联的“月球1号”飞越了月球，成为第一个飞越过太阳系内其他天体的探测器。此后，“水手2号”“水手4号”“先驱者10号”“旅行者1号”“旅行者2号”等探测器分别对金星、火星、木星、土星、天王星和海王星进行了飞越探测，在探测过程中发现了许多行星的卫星，并对它们进行了近距离观测和拍照。

-环绕探测：一些探测器进入行星的轨道进行环绕探测，能够对行星及其卫星进行更详细的观测和研究。例如，“伽利略号”探测器于1995年进入木星轨道，对木星及其卫星进行了长期的观测，发现了一些新的卫星；“卡西尼号-惠更斯号”探测器于2004年到达土星，对土星及其卫星进行了深入探测，发现了土卫二的喷泉喷发现象等。

太空探测器探测卫星的主要设备有：

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一、光学相机

-功能：用于拍摄行星及其卫星的图像，能够提供卫星的表面特征、形状、颜色等信息。可以拍摄高分辨率的照片，帮助科学家了解卫星的地貌、大气层、云层等情况。

-举例：“卡西尼号”探测器上的光学相机拍摄了大量土卫六等土星卫星的清晰照片。

二、红外探测器

-功能：探测卫星发出的红外辐射，通过分析不同区域的红外辐射强度，可以了解卫星的温度分布情况。这对于研究卫星的表面物质、地质活动以及可能存在的地下热源等非常重要。

-举例：在探测木星的卫星时，红外探测器可以帮助确定卫星表面的热点区域，暗示可能存在火山活动或地下海洋与表面的热交换。

三、磁强计

-功能：测量卫星周围的磁场强度和方向。通过对磁场的测量，可以推断卫星内部是否存在金属核心、磁场的产生机制以及卫星与行星磁场的相互作用等。

-举例：在探测火星的卫星火卫一和火卫二时，磁强计可以帮助研究它们与火星磁场的关系。

四、等离子体探测器

-功能：检测卫星周围的等离子体环境，包括太阳风与卫星大气相互作用产生的等离子体以及卫星自身可能存在的电离层等。了解卫星的等离子体环境对于研究卫星的大气层、磁场与太阳风的相互作用等具有重要意义。

-举例：在探测土星的卫星土卫二时，等离子体探测器发现了从其表面喷射出的含有水和其他物质的羽流，暗示了地下海洋的存在。

五、雷达

-功能：向卫星发射雷达波并接收反射回来的信号，从而探测卫星的表面地形和地下结构。雷达可以穿透云层和大气层，对于那些被浓厚大气层覆盖或表面特征不明显的卫星特别有用。

-举例：在探测金星时，由于金星被浓厚的云层覆盖，雷达成为了解其表面地形的重要工具。同样，在探测土卫六等卫星时，雷达也可以帮助揭示其表面的地貌特征和可能存在的液态湖泊等。

六、光谱仪

-功能：分析卫星反射或发射的电磁辐射的光谱特征。不同的物质在不同波长的光下会有特定的吸收、发射

太空探测器避免被卫星引力捕获主要通过以下几种方式：

一、精确计算轨道

1.在发射探测器之前，科学家会根据目标行星及其卫星的质量、位置等信息，精确计算探测器的飞行轨道。通过选择合适的发射时机和轨道参数，确保探测器在接近行星和其卫星系统时，能够以特定的速度和角度飞行，避免陷入被卫星引力捕获的危险区域。

2.在探测器飞行过程中，会不断利用地面测控站和自身携带的导航设备对其位置和速度进行监测，并根据实际情况进行轨道调整。例如，通过探测器上的小型推进器进行点火，改变探测器的速度和方向，使其保持在安全的轨道上。

二、利用行星引力辅助

1.探测器在飞行过程中可以利用行星的引力来调整自己的轨道和速度。当探测器靠近行星时，行星的强大引力会使探测器加速，然后探测器可以借助这个加速过程改变自己的飞行方向，以合适的角度离开行星，继续向目标卫星系统前进。

2.这种引力辅助的方式可以帮助探测器在不消耗太多燃料的情况下实现轨道的调整，同时也可以避免被行星或其卫星的引力捕获。例如，“卡西尼号”探测器在前往土星的过程中，就多次利用金星、地球和木星的引力辅助来调整轨道。

三、适时启动推进器

1.如果探测器发现自己有被卫星引力捕获的危险，可以适时启动自身携带的推进器。推进器产生的推力可以改变探测器的速度和方向，使其脱离被捕获的轨道。

2.探测器上的推进器通常分为主推进器和小型姿态调整推进器。主推进器用于较大幅度的轨道调整，而小型推进器则用于在飞行过程中保持探测器的稳定和进行微调。在决定启动推进器的时机和力度时，需要精确计算探测器的位置、速度以及周围天体的引力影响等因素。

太空探测器在探测卫星时，保证光学相机拍摄图像清晰主要通过以下方法：

一、稳定平台

1.探测器通常配备高精度的稳定平台，以确保光学相机在拍摄过程中保持稳定。稳定平台可以通过陀螺仪、加速度计等传感器实时监测探测器的姿态变化，并通过电机或推进器进行调整，使相机始终指向目标卫星。

2.例如，一些探测器在拍摄时会采用主动稳定技术，通过快速调整相机的角度和位置，补偿探测器因外部干扰或自身运动而产生的晃动，从而保证图像的清晰度。

二、自动对焦系统

1.光学相机通常配备自动对焦系统，能够根据目标卫星的距离和特征自动调整焦距，以获得清晰的图像。自动对焦系统可以通过测量光线的强度、对比度等参数来判断图像的清晰度，并通过调整镜头的位置来实现最佳对焦。

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2.例如，一些先进的自动对焦系统可以在几毫秒内完成对焦调整，确保在探测器快速移动或目标卫星的距离发生变化时，仍能拍摄到清晰的图像。

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