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俄羅斯IKI RAS創建水星伽馬射線和中子能譜儀探索水星成分及水含量

2025-01-28 09:44     來源:中國核技術網     俄羅斯 伽馬射線 中子能譜儀 俄羅斯

2025年1月8日,BepiColombo航天器(由歐洲航天局ESA與日本宇宙航空研究開發機構JAXA聯合實施)成功在水星附近進行了其復雜星際飛行軌跡中的最后一次重力輔助機動。此次機動時,航天器距離地球表面約295.6公里。

在此次飛行過程中,多個科學儀器處于運行狀態,其中包括由俄羅斯科學院空間研究所(IKI RAS)創建的水星伽馬射線和中子能譜儀(MGNS)。該儀器旨在記錄來自水星表面的中子和伽馬射線通量,以重建水星表面的化學成分并測量其兩極附近土壤上層的水含量。

MGNS 儀器的伽馬 (1) 和中子 (2-4) 信號輪廓,是在第四次 (MFB4) 和第六次 (MFB6) 飛越水星期間測量的,根據到水星表面的距離繪制。第四次(2024-09-04 21:48:49)和第六次(2025-01-08 05:58:52)飛越水星表面的最低高度分別為164.1公里和295.6公里。 Y 軸顯示每秒計數的計數率。 X 軸顯示從航天器到水星表面的距離(以公里為單位),接近時用符號 (-) 表示,離開時用符號 (+) 表示

BepiColombo任務的飛行軌跡極為復雜,共包括九次重力機動。首次機動在地球附近進行,隨后兩次在金星附近完成。自2021年10月初以來,BepiColombo已圍繞水星進行了六次演習,而最后一次,即第六次演習,于2025年1月8日順利執行。預計在2026年11月下次接近地球時,該航天器將進入其引力場的封閉軌道。

BepiColombo日歐太空綜合體上共搭載了16臺科學儀器,其中俄羅斯水星伽馬射線和中子能譜儀(MGNS)尤為引人注目。該儀器在第四次(MFB4)和第六次(MFB6)飛越水星期間進行了詳細的測量。2024年9月的MFB4飛越中,航天器距離水星表面最近高度為164.1公里;而在2025年1月的MFB6飛越中,這一高度為295.6公里。

通過對比兩次飛越期間測量的中子和伽馬射線通量變化,科學家們發現,盡管兩次測量時的太陽活動周期和銀河宇宙射線(GCR)通量有所不同,但在MFB6期間,由于航天器朝向更有利于記錄行星輻射,因此流量最大值明顯超過了MFB4時的最大值。

基于MFB6期間的測量結果,科學家們得出結論,MGNS儀器已準備好在2026年11月BepiColombo下次抵達水星后開始進行伽馬和中子輻射的軌道測繪工作。

作為歐洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的聯合項目,BepiColombo任務由歐洲航天局牽頭,旨在通過人造衛星軌道研究水星。俄羅斯科學家積極參與了該任務的科學計劃,并制造了三臺科學設備,其中包括MGNS儀器,這些設備在歐空局公開競賽中被選中參加BepiColombo任務。MGNS儀器由俄羅斯科學院空間研究所領導的俄羅斯各研究所合作開發和制造,受俄羅斯聯邦航天局國家空間活動公司委托。



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