NASA双包胎火星探测器完成地球引力弹弓加速
美国宇航局的两艘ESCAPADE(逃逸与等离子体加速和动力学探测器)探测器均已成功完成动力飞掠地球的任务,它们利用地球引力和持续的发动机燃烧,借助引力弹弓效应飞向火星。随着这些机动任务的成功完成,这两艘探测器有望于2027年9月抵达这颗红色星球。
2026年11月,NASA的两艘ESCAPADE(逃逸与等离子体加速动力学探测器)航天器分别执行了一次动力飞掠地球的任务,利用地球引力和发动机点火,将自身弹射向火星。第一艘航天器于美国东部时间11月7日(周六)凌晨5点左右最接近地球,第二艘则在两天后的11月9日(周一)凌晨6点左右完成这一壮举。在这段动画中,每艘航天器约9分钟的火星转移轨道点火过程以橙色弧线的形式呈现在其飞行轨迹上。
2025年11月13日,两艘ESCAPADE探测器从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队基地发射升空,当时地球和火星位于太阳的两侧。因此,与大多数其他火星探测任务直接飞向火星不同,这两艘探测器进入了“徘徊轨道”或“近地轨道”。它们绘制了一条史无前例的肾形轨道,围绕着距离地球约一百万英里的拉格朗日点2运行。拉格朗日点2是位于地球背对太阳一侧的引力平衡点。之后,当地球和火星再次处于有利位置时,它们返回地球,利用引力弹弓效应绕地球飞行。
“通过这种徘徊轨道和地球飞掠,ESCAPADE开创了一种前往火星的新策略,”高级空间公司首席任务设计师杰夫·帕克说。“这种方法可以灵活地在几乎任何时间发射,然后利用地球引力加速前往火星,而无需像以往那样每两年等待行星排列成特定路线时才直接发射。”
第一艘ESCAPADE探测器于美国东部时间11月7日凌晨5点完成近地飞掠和约9分钟的火星转移轨道点火——即启动火星轨道引擎的点火——当时它位于火星表面上方约1000英里处。两天后,第二艘探测器也完成了类似的任务,于美国东部时间11月9日凌晨6点完成近地飞掠和引擎点火,当时它位于火星表面上方约650英里处。
这两次动力飞掠地球的飞行使两艘航天器走上了为期 10 个月的火星巡航路线,最终计划于 2027 年 9 月 7 日和 9 月 9 日进行火星轨道插入点火。一旦进入火星轨道,这两艘航天器将编队飞行,研究来自太阳、速度高达每小时百万英里的物质流(即太阳风)如何与火星环境相互作用,以及这种相互作用如何导致火星大气流失。
“通过更好地了解太阳风如何影响火星环境,ESCAPADE 的研究成果可以帮助我们规划和准备未来人类对这颗红色星球的探索,”美国宇航局总部 ESCAPADE 项目科学家 Michele Cash 说。
ESCAPADE双子探测器在环绕地球运行期间,已经多次飞越地球磁尾——地球磁环境的一部分,它被太阳风拉伸,远离地球,朝向太阳——并已进行了一些科学观测。在为期10个月的火星之旅中,探测器还将研究地球和火星之间太阳风的动力学。
在此过程中,航天器将进行一系列轨迹修正机动,以调整其路径,确保其能够按照精确的路线在 2027 年 9 月与火星会合。
当两艘探测器相隔两天抵达火星时,每艘探测器将点火约11分钟以减速并进入环绕火星的轨道。之后,它们将花费数月时间调整到首次科学编队,届时它们将在同一轨道上彼此跟随,研究火星环境随时间和地点的变化。科学探测任务预计将于2028年6月开始。


