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俄罗斯IKI RAS创建水星伽马射线和中子能谱仪探索水星成分及水含量

2025-01-28 09:44     来源:中国核技术网     俄罗斯 伽马射线 中子能谱仪 俄罗斯

2025年1月8日,BepiColombo航天器(由欧洲航天局ESA与日本宇宙航空研究开发机构JAXA联合实施)成功在水星附近进行了其复杂星际飞行轨迹中的最后一次重力辅助机动。此次机动时,航天器距离地球表面约295.6公里。

在此次飞行过程中,多个科学仪器处于运行状态,其中包括由俄罗斯科学院空间研究所(IKI RAS)创建的水星伽马射线和中子能谱仪(MGNS)。该仪器旨在记录来自水星表面的中子和伽马射线通量,以重建水星表面的化学成分并测量其两极附近土壤上层的水含量。

MGNS 仪器的伽马 (1) 和中子 (2-4) 信号轮廓,是在第四次 (MFB4) 和第六次 (MFB6) 飞越水星期间测量的,根据到水星表面的距离绘制。第四次(2024-09-04 21:48:49)和第六次(2025-01-08 05:58:52)飞越水星表面的最低高度分别为164.1公里和295.6公里。 Y 轴显示每秒计数的计数率。 X 轴显示从航天器到水星表面的距离(以公里为单位),接近时用符号 (-) 表示,离开时用符号 (+) 表示

BepiColombo任务的飞行轨迹极为复杂,共包括九次重力机动。首次机动在地球附近进行,随后两次在金星附近完成。自2021年10月初以来,BepiColombo已围绕水星进行了六次演习,而最后一次,即第六次演习,于2025年1月8日顺利执行。预计在2026年11月下次接近地球时,该航天器将进入其引力场的封闭轨道。

BepiColombo日欧太空综合体上共搭载了16台科学仪器,其中俄罗斯水星伽马射线和中子能谱仪(MGNS)尤为引人注目。该仪器在第四次(MFB4)和第六次(MFB6)飞越水星期间进行了详细的测量。2024年9月的MFB4飞越中,航天器距离水星表面最近高度为164.1公里;而在2025年1月的MFB6飞越中,这一高度为295.6公里。

通过对比两次飞越期间测量的中子和伽马射线通量变化,科学家们发现,尽管两次测量时的太阳活动周期和银河宇宙射线(GCR)通量有所不同,但在MFB6期间,由于航天器朝向更有利于记录行星辐射,因此流量最大值明显超过了MFB4时的最大值。

基于MFB6期间的测量结果,科学家们得出结论,MGNS仪器已准备好在2026年11月BepiColombo下次抵达水星后开始进行伽马和中子辐射的轨道测绘工作。

作为欧洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的联合项目,BepiColombo任务由欧洲航天局牵头,旨在通过人造卫星轨道研究水星。俄罗斯科学家积极参与了该任务的科学计划,并制造了三台科学设备,其中包括MGNS仪器,这些设备在欧空局公开竞赛中被选中参加BepiColombo任务。MGNS仪器由俄罗斯科学院空间研究所领导的俄罗斯各研究所合作开发和制造,受俄罗斯联邦航天局国家空间活动公司委托。



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