最详细的中文介绍——关于日本隼鸟小行星探测器

中文最详细！介绍日本隼鸟小行星探测器

这次隼鸟的重要成果主要有以下几点

1，离子推进器的成功验证。

离子推进器被称为下一代太阳系飞行动力，有望取代传统化学推进系统。

隼鸟上搭载了4台离子推进器，在到达小行星前，其中一台因为工作不稳定而关闭，其余三台成功达到了2万多个小时的总运转时间，其中有1000小时是连续运转。另外，它也是世界上首次利用离子推进器完成引力跳板飞行。

这次成功可以预见在将来的航天器上离子推进器将会得到广泛引用。由于离子推进器的效率大大高于传统化学推进系统，非常适合军事卫星这类需要长时间运转的航天器，在军事上运用也很高。

2 在小行星上着陆并收集标本

小行星“丝川”呈椭圆状，三轴直径为535 ×294 ×209 m，看起来像个花生。质量约为350万吨，表面重力加速度只有约地球的近百分之一。据推测，丝川很可能是某个其他更大的天体的破片结合而成。

隼鸟的计划是发射一枚几克重的金属弹丸打击小行星地面，由捕捉器采集激起的尘土和碎片。这次将成为首次从这类天体上取得样本，为为人类研究小行星的物质结构和太阳系的起源提供极其珍贵的样本。

要接近并在引力如此小的行星上着陆，需要高度精确的自主飞行控制能力，更何况隼鸟还进行了两次着陆和从丝川上的起飞，显示了日本航天器在这方面的优势。

隼鸟本来预计在2007年返回地球，但是却因故障延长至今。隼鸟的这次长达7年，总行程60亿公里的任务当中充满了危险和事故，但是都被它高度的相互备份和自动修复机能克服。

下面就介绍一下隼鸟的飞行历程

2003年5月9日，隼鸟由M-V火箭发射升空

9月离子推进器A因工作不稳定而被关闭，从此再未完全工作。

10月末-11月遭遇人类观测史上最大的太阳耀斑爆发，幸好除了小问题外平安渡过2004年5月19日成功完成地球引力跳板飞行

2005年2月18日到达远日点，距太阳2.55亿公里，为离子引擎飞行器到达的最远距离

7月末- 8月隼鸟的观测仪捕捉到丝川小行星，地面控制室确定精密飞行轨道。

7月31日隼鸟的三个姿态控制器中的一个出现故障，转换至依靠两个装置飞行的状态。

8月末-9月离子引擎关闭，开始接近丝川。确定丝川的自转周期为12小时，激光测距仪试运转成功。

9月12日，成功进入丝川同步轨道。

9月30日，接近至丝川7公里的地点，开始近距离观测

10月2日再有一台姿态控制器发生故障。利用化学引擎辅助姿态控制成功。

10月由于化学引擎的使用，回归用燃料可能发生不足，经过一个月的讨论研究，决定以精确控制引擎喷射的方式继续任务。

11月12日进行预着陆，下降至距地面55米，发射小型探测机器人MINERVA，但是MINERVA着陆失败，变成了丝川的一个小卫星，这恐怕是世界上最小的人造卫星了。

这里多说几句这个MINERVA。它只有591克，为直径120mm，高100mm的正16边柱形。本来隼鸟上打算搭载一种日本和NASA联合研制的1公斤重小型机器人在丝川上着陆，但是因费用太高而项目作废。

后来日本的宇航科学家川口淳一郎决定自行研制。但是因为项目作废，他只能从自己的研究经费理出钱研制。所以MINERVA采用了大量的民用产品，报废的宇航用品，以及宇航相关工厂免费提供的一些部件，结果开发费用大大缩减。

比如它的CPU用的是SH-3，这是日立公司于1995年生产的一种面向基于WinCE的PDA的CPU，速度只有386或者486的水平。

MINERVA搭载ROM 512k，RAM 2M，闪存2M。摄像机使用的是3个Sony的PCGA-VC1，画素41万。

可是便宜并不代表货就差。MINERVA的着陆失败纯属意外，但是此后它仍然保持了良好的状态，拍摄了大量照片，并且在超过通信可能距离前的18个小时内一直保持着地面的数据传输。

11月20日在高度40米空中分离载有支持者88万人签名的着陆标牌，开始着陆。但是隼鸟可能因为监测到有障碍物，自动中止了着陆并上升，然后再次以每秒10cm的速度下降并成功着陆，停留了约30分钟。

但是这段时间内，地面控制室因长时间无法接受到隼鸟的确认信号，从而发出紧急指令，隼鸟再次升空。这也是人类的航空器首次从地球和月球以外的天体上升空。此次着陆虽然没有

发射弹丸，但是升空时激起的尘土可能已经被捕捉器采集。

11月26日再次尝试接触。本来打算再次分离新的着陆标牌，但是担心新旧标牌会导致隼鸟混乱，因此紧急中止了分离，利用已经着陆的标牌。日本时间7点7分，隼鸟成功完成1秒钟的接触，并升空。信号显示，隼鸟成功发射小弹丸打击地面，由捕捉器收集了激起的尘土和碎片。

但是在升空时，一台化学推进器发生泄漏而关闭。

11月27日隼鸟的姿态控制发生混乱。推测可能是因为化学推进器的燃料泄漏造成大面积电子系统重启。随后，辅助进行姿态控制的推进器也发生推力下降的现象，隼鸟的姿态发生严重混乱。

11月28日来自隼鸟的信号中断。这是隼鸟的首次严重危机。幸好第二天通信就恢复了。

12月3日在尝试启动化学引擎失败以后，决定采用直接喷射离子引擎的氙气燃料来控制姿态。开始制作控制软件。

12月4日成功控制氙气燃料喷射，隼鸟姿态恢复。

12月7日分析隼鸟发回的信号，发现其中参杂着中止弹丸发射的指令，因此有可能弹丸并未发射。但是也有其他许多现象证明弹丸还是可能发射出去了。同时第一次着陆在小行星上停留了30分钟，并且升空，收集器也很可能收集了一些样本。

12月8日再次发生燃料泄漏，隼鸟姿态混乱。实施了氙气燃料喷射也没能控制姿态，9日以后信号中断。

12月14日地面控制所发表隼鸟返回延期的消息。因为隼鸟系统是设计成被动稳定的，因此到2006年底仍然有60%的可能性恢复控制。

2006年1月23日再次收到隼鸟的确认信号。

1月26日隼鸟的状态得到确认。因为姿态失控，太阳能电池不能充分发电，导致搭载的锂电池完全放电，并且在11组电池中有4组报废。化学引擎燃料和酸化剂耗尽。幸好离子引擎还剩有40余公斤燃料。

3月4日时隔3个月，终于重新推定隼鸟的轨道，确认出它的位置和速度。此时距地球3亿3千万公里，离丝川小行星1万3千公里。

3月-4月开始排出机体内部泄漏的燃料。

5月31日离子引擎B和D成功启动

7月为了节省离子引擎燃料，调整姿态，利用太阳帆原理辅助飞行。