NASA的“欧罗巴快船”探测器借助火星飞向深空

NASA的“欧罗巴快船”探测器借助火星飞向深空

这幅艺术构想图展示了NASA的木卫二快帆探测器在飞掠火星时，借助行星引力调整其飞向木星系统的轨道路径。

引力助推：深空航行的高效秘诀

这艘旨在探索木星卫星木卫二的轨道探测器将研究该卫星是否具备宜居性，但其征程第一步需要借助火星引力实现深空跨越。

关键时间节点

3月1日，NASA的木卫二快船探测器将以距火星表面仅550英里（约884公里）的高度疾速掠过，执行被称为"引力辅助"的关键机动——通过行星引力弯曲航天器轨道，为其漫长木星系统之旅的关键阶段校准航向。

此次近距离飞掠还为科学家提供了额外实验机会，他们将测试探测器的雷达仪器与热成像仪。美国东部标准时间下午12:57，木卫二快船将以相对于太阳约15.2英里/秒（24.5千米/秒）的速度抵达最接近火星的位置。在此时间点前后各12小时内，探测器将利用火星引力实施"太空刹车"，重塑其绕日运行轨道。完成飞掠后，其飞行速度将降至约14英里/秒（22.5千米/秒）。

星际弹弓效应

此次火星飞掠为2026年12月的第二次引力辅助（地球飞掠）奠定基础，届时地球引力将像弹弓般为探测器提供速度增益。此后探测器将直抵外太阳系，预计2030年4月抵达木星轨道。

NASA喷气推进实验室任务系统工程师布雷特·史密斯解释："我们以极高速度接近，火星引力场将弯曲探测器路径。在此过程中，我们与行星进行微量能量交换，最终获得返回地球附近的轨道。"

轨道力学艺术

木卫二快船于2024年10月14日搭乘SpaceX重型猎鹰火箭从佛罗里达肯尼迪航天中心升空，开启18亿英里（29亿公里）的木星之旅——该距离相当于日地距离的五倍。若缺少2025年火星与2026年地球的引力助推，这艘重达12,750磅（6,000公斤）的探测器将需要更多燃料（导致重量与成本激增）或耗费更长时间抵达目标。

NASA喷气推进实验室任务规划师本·布拉德利形容："这就像在太阳系中打台球，必须精确计算行星飞掠角度与时机，才能积累足够能量抵达木卫二。整个太阳系的几何结构必须完美配合才能实现。"

精密轨道修正

探测器初始轨道设计预留了火星安全距离缓冲带，以防发射后数周内出现意外碰撞风险。任务团队通过三次轨道修正机动（分别于2024年11月初、2025年1月下旬和2月14日执行）逐步调整航向。火星飞掠15天后将进行第四次修正，整个任务期间预计执行超过200次轨道调整。

科学探测良机

除轨道优化外，科学家将利用此次火星近距离接触测试两项关键设备：飞掠前一天校准热成像仪，未来数月将传回多色火星图像；最近距离点附近首次全系统测试巨型雷达设备——该设备因天线尺寸与波长特性无法在地面进行完整测试。

此次引力辅助机动不仅彰显NASA精妙的轨道设计能力，更为揭开木卫二冰封海洋的奥秘铺就高效航路。随着探测器持续向深空进发，人类距离解答"地外生命是否存在"的终极命题又近了一步。

本文原文来自NASA官网