人类对太阳系各大行星的探测史（讲义）

人类对太阳系各大行星的探测史 太阳系是人类居住的星球，自古以来，人类就对太阳系充满了好奇和探究的欲望。在人类历史上，太阳系的研究始于观测，而随着科技的发展，人类开始使用探测器进行深入的研究。 ‌人类对太阳系各大行星的探测始于20世纪50年代，经历了多个重要的里程碑。首先，1957年苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星——斯普特尼克1号，标志着人类进入了太空时代。随后，1962年，美国发射了第一颗火星1号探测器，尽管该探测器遭遇故障未能成功到达火星，但这标志着人类对太阳系行星探测的开始‌ 一、水星 水星：水星是以罗马贸易和旅游之神Mercury的名字命名的。水星的最早记录可追溯到大约公元前3000年的苏美尔时代。1631年11月7日，法国天文学家Pierre Gassendi在水星凌日时通过一台望远镜首次对它进行了观测。每个世纪都会出现13到14次水星凌日现象。图：1974年3月29日，从水手10号探测飞船上拍摄的水星。 1974年3月29日，水手10号成为第一颗飞越水星的探测器。在三次飞越中，水手10号拍摄到水星接近一半的星球表面，它的表面与月球非常相似。1991年的雷达观测表面，水星的极地区域或许被冰层覆盖。图：NASA（美国宇航局）水手10号探测器到达目的地水星的模拟图。 在水手10号之后，NASA于2004年8月3日发射了第二颗水星探测器——信使号。经过三次飞越之后，信使号在2011年3月17日进入水星轨道，开始对水星的构成、核心结构、磁场以及极地材料进行研究。在欧洲的第一个水星探测任务中，欧洲宇航局（ESA）和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）于2018年将BepiColombo探测器送往水星。图：这是信使号在2015年2月25日拍摄的水星卡洛里斯盆地。 二、金星 金星：金星是天空中继太阳和月亮之后最明亮的天体，它是以罗马的爱情和美丽女神Venus的名字命名的。1610年意大利天文学家伽利略（Galileo Galilei）在一本名为《星际信使》的天文学书籍中记录了金星位置的变化。图：2015年5月15日，金星出现在埃及开罗西南部白色沙漠的夜空中。 第一艘拜访金星的飞船是1962年的NASA水手2号。1970年，苏联的Venera 7号探测器成功地探索了火星表面，并且向地球传输了大气压力和温度数据。图：1970年8月17日，搭载着Venera 7号探测器的火箭飞向金星。 1990年8月10日，NASA的麦哲伦号探测器进入金星轨道。它的目标是绘制98%的金星表面图，并且寻找火山岩浆流、地壳运动、地表风和地表穹顶存在的证据。图：麦哲伦号探测器配备的绘图雷达探测到金星表面的埃斯特拉区、古拉蒙斯火山以及Cunitz陨坑。 三、火星 火星：早期观测到火星的巴比伦人、埃及人、希腊人以及罗马人都将它与战争联系到一起，因为它的颜色与血液的颜色相似。第谷-布拉赫（1546-1601）做出了惊人的功绩，他在哥本哈根附近的Hven岛上推算出火星的位置，比望远镜的发明还要早20年。 1965年7月14日，NASA的水手4号成为第一艘飞越火星的飞船，也是第一艘传回火星表面黑白图像的飞船。1976年，两艘名为海盗1号和海盗2号的宇宙飞船登陆火星，开始研究火星的岩石结构和土壤模式，并且分析火星大气层的相关信息。图：海盗1号拍摄的火星彩色全景照片。 NASA的勇气号和机遇号发现了火星上曾经存在水的证据，它们发现了只存在于水中的矿物质。美国宇航局计划在2020年前再发射一辆火星探测车。图：2003年1月6日，勇气号火星探测车的全景相机拍摄了火星的第一张彩色照片。 四、木星 发射于1972年的先锋10号是第一个木星探测任务。1973年12月4日，先锋10号飞越木星时拍摄了太阳系这颗最大行星的第一张照片。1979年美国宇航局的旅行者1号飞船发现了木星的巨大星环。从1979年到2007年，包括旅行者2号和尤利西斯号在内的八艘NASA探测器被送往木星，研究其大气层、卫星和星环。图：1995年12月7日，伽利略号探测器进入木星混乱的上层大气。在它后面是伽利略轨道飞行器，它停留在大气层之上观察木星系统。 一艘名为朱诺号的新飞船目前正围绕木星轨道运行。NASA的这艘飞船发射于2011年，并于2016年7月4日进入木星轨道。朱诺号的目标是观察木星云层下的情况，研究木星的形成、演化和结构，以帮助科学家更好地理解木星的变化。图：2017年2月2日，朱诺号轨道飞行器上的JunoCam成像仪拍摄到的木星南极区域的景象，照片中可以看到一个白色椭圆形风暴弧。 五、土星 土星：土星环绕着数千个由冰块和岩石构成的星环，它的名字来自于古罗马的播种之神Saturn。由于星环的存在，1610年7月伽利略误以为它是一个三星系统，但在1655年荷兰数学家惠更斯发现了土星环及其最大的卫星——土卫六。图：旅行者2号拍摄的这张照片显示了土星和它的三颗卫星，土卫三、土卫四和土卫五，其中一颗卫星在土星表面投下了阴影。 1979年9月1日，NASA的先锋11号探测器首次探测到土星。NASA的旅行者1号和旅行者2号分别在1980年和1981年飞越这颗星球。它们拍摄了更详细的土星图像，并且记录了一些星环的厚度和星环系统的复杂结构。图：艺术家描绘了先锋11号探测器从土星阴影中现身的景象。 卡西尼-惠更斯号飞船自2004年以来一直环绕土星及其卫星运行。2005年1月它穿过土卫六的大气层，收集了土卫六表面的数据。从2008年到2010年，卡西尼号飞船在土星的秋分期间对土星环进行了调查。2017年9月15日，卡西尼号结束了对土星的探索。图：卡西尼号飞船2005年拍摄的这张照片可以看到土卫二上的裂缝。 六、天王星 天王星：1781年3月13日，英国天文学家William Herschel借助望远镜发现了这颗行星，但他最初认为这是一颗恒星或者一颗彗星。后来德国科学家Johann Elert Bode对其进行观测后，它才普遍被认定为一颗新行星。这颗行星被命名为天王星，是以希腊天空之神Uranus的名字命名的。 1977年3月10日，澳大利亚柯伊伯航空天文台和珀斯天文台的科学家们发现了环绕天王星的星环。图：这是上世纪80年代，旅行者2号飞船拍摄的天王星，一张是真彩色，另一张是假彩色。 1986年1月24日，NASA的旅行者2号首次也是唯一一次飞越天王星，它发现了11颗新卫星，两个新星环和一个比土星更强大的磁场。图：2002年11月19日，欧洲南方天文台(ESO)的帕拉纳尔观测站拍摄了天王星及其卫星的近红外图像。 七、海王星 海王星：伽利略在15世纪的时候把海王星记录为一颗恒星。但是最早确定海王星行星身份的是德国天文学家Johann Gottfried Galle， 1846年9月23日他在法国数学家Urbain Le Verrier的帮助下完成了这一发现。图：1989年旅行者2号借助绿色和橙色滤镜拍摄到的海王星照片。 1989年，NASA的旅行者2号成为第一个也是唯一一个访问海王星的探测器。在海王星的南半球，它帮助科学家们追踪了一场巨大的椭圆形黑暗风暴，也就是著名的大黑斑。图：旅行者2号飞船在1989年观测到的海王星大黑斑。 2011年7月12日，海王星完成了自1846年被发现以来的第一个165年的太阳轨道周期。图：1989年8月旅行者2号飞船拍摄到的海王星南极景象。 八、冥王星 冥王星：1930年2月18日，美国天文学家Clyde Tombaugh发现了这颗行星。冥王星的名字是英格兰一个11岁女孩Venetia Burney命名的。她对古典神话很感兴趣，在她的祖父读到Tombaugh发现新天体的消息后，她建议用罗马冥神的名字Pluto为其命名。图：1930年3月拍摄到的两张冥王星照片。 阋神星：2005年科学家们发现柯伊伯带最大的成员阋神星（图）比冥王星还要大。这使得国际天文联合会对“行星”一词进行了定义，最终冥王星被剥夺了行星称号，而且被美国宇航局归类为“矮行星”。 自2015年7月以来，NASA的新地平线太空探测器一直在向地球发回数据。通过收集到的数据显示，冥王星的地质活动已经存在一段时间了，而像Sputnik Planum等区域最近变得活跃起来。图：新视野号的远程探测成像仪（LORRI）与拉尔夫仪器收集的彩色数据相结合，形成了这幅更清晰的冥王星全球图像。 总结来说，人类对太阳系各大行星的探测历程充满了探索和创新，从最初的火星探测到深空探测，每一次成功都推动了人类对宇宙的认知边界。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$