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空間探測(cè)（space exploration），指的是對(duì)地球高層大氣和外層空間所進(jìn)行的探測(cè)?？臻g科學(xué)的一個(gè)分支。以探空火箭、人造地球衛(wèi)星、人造行星和宇宙飛船等飛行器為主，與地面觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)、氣球相配合構(gòu)成完整的空間探測(cè)體系。 [1] 

中文名

空間探測(cè)

外文名

space exploration

探測(cè)設(shè)備

火箭、衛(wèi)星

起源時(shí)間

1783年

定    義

對(duì)地球高層大氣和外層空間探測(cè)

目錄

1. 1 歷史發(fā)展
2. 2 主要目的
3. 3 探索對(duì)象

1. 4 特點(diǎn)作用
2. 5 探測(cè)方式
3. 6 執(zhí)行者

1. 7 中國(guó)

歷史發(fā)展

編輯

人類雖然一直向往廣漠的宇宙空間，但真正有意義的行動(dòng)始于17

83年施放的*個(gè)升空氣球，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，不可能上升很高，探測(cè)的局限性很大。第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)射的V-2探空火箭，也只達(dá)到約160千米的高度。20世紀(jì)50年代，由大量的地面臺(tái)站、氣球和火箭等組成協(xié)同的觀測(cè)體系，但并未取得突破性成果。1957年10月4日*顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，從此人類跨進(jìn)了宇宙空間的大門，開(kāi)始了空間探測(cè)的新時(shí)代。在隨后的30多年間，對(duì)月球、行星和行星際空間進(jìn)行了有成效的探測(cè)，探測(cè)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

太空探測(cè)器是能飛向太陽(yáng)系其他天體的行星探測(cè)器，空間探測(cè)的范圍集中在地球環(huán)境、空間環(huán)境、天體物理、材料科學(xué)和生命科學(xué)等方面。自1957年10月4日*顆人造衛(wèi)星發(fā)射上天，到2000年*已發(fā)射了100多個(gè)空間探測(cè)器。 從1958年開(kāi)始，人類用人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站和航天飛機(jī)等作為探測(cè)手段，對(duì)近地空間的環(huán)境進(jìn)行了探測(cè)。1959年之后，人類已經(jīng)跨過(guò)近地空間到月球以至月球以外的深空進(jìn)行探測(cè)活動(dòng)。其中對(duì)月球的考察詳細(xì)。我國(guó)的空間環(huán)境探測(cè)也是伴隨航天事業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。從1971年的“實(shí)踐一號(hào)”開(kāi)始，我國(guó)已有30余年的衛(wèi)星空間環(huán)境探測(cè)歷史。

目前載人航天、月球探測(cè)、氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星等許多正在研制的航天型號(hào)均安排了空間環(huán)境探測(cè)，夸父計(jì)劃等專業(yè)探測(cè)衛(wèi)星正在論證，包括蘇聯(lián)、美國(guó)、日本、歐洲空間局等在內(nèi)的許多國(guó)家或組織都相繼發(fā)射了空間探測(cè)器，獲取了大量*的、豐富的有關(guān)日地空間、月球和行星的探測(cè)數(shù)據(jù)，為人類認(rèn)識(shí)、開(kāi)發(fā)和利用宇宙提供了科學(xué)的依據(jù)?，F(xiàn)今我國(guó)的天基空間環(huán)境探測(cè)已發(fā)展成一個(gè)重要的學(xué)科領(lǐng)域?？臻g環(huán)境探測(cè)器已成為航天器廣泛應(yīng)用的載荷之一。 隨著人類社會(huì)的發(fā)展和空間技術(shù)水平的不斷提高，空間探測(cè)的廣度和深度也在不斷擴(kuò)大。

主要目的

編輯

了解太陽(yáng)系的起源、演變和現(xiàn)狀；通過(guò)對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的各主要行星的比較研究進(jìn)一步認(rèn)識(shí)地球環(huán)境的形成和演變；了解太陽(yáng)系的變化歷史；探索生命的起源和演變。

空間探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)月球和行星的逼近觀測(cè)和直接取樣探測(cè)，開(kāi)創(chuàng)了人類探索太陽(yáng)系內(nèi)天體的新階段。 [1] 

探索對(duì)象

編輯

中性粒子

地球、某些行星以及少數(shù)衛(wèi)星具有大氣層，大氣主要由中性原子和分子組成，在行星際空間也存在少數(shù)的中性粒子。探測(cè)主要由質(zhì)譜儀直接取樣并分析中性粒子成分和密度。

高能帶電粒子

宇宙空間存在大量的電子 、質(zhì)子和重離子等高能粒子。使用的探測(cè)

空間探測(cè)(2張)

 儀器主要有利用 氣體電離作傳感器的蓋革-繆勒計(jì)數(shù)器、正比計(jì)數(shù)器和電離室；閃爍計(jì)數(shù)器；半導(dǎo)體計(jì)數(shù)器；切連科夫探測(cè)器。

等離子體

宇宙空間的絕大部分物質(zhì)以等離子體形式存在 ，電離層 、太陽(yáng)風(fēng)等都由等離子體組成，磁層中也有幾個(gè)等離子體密集區(qū)，探測(cè)儀器主要有法拉第筒、減速勢(shì)分析器、離子捕集器以及探針。

微流星體

在太陽(yáng)系內(nèi)，除大量較大的星體外，還存在大量顆粒狀的微小物質(zhì)，質(zhì)量一般都在10-3毫克以下。但它們速度一般都很高 ，大的可達(dá)70千米/秒，有很大的貫穿本領(lǐng)。因此，對(duì)它的測(cè)量具有實(shí)際意義。

低頻電磁波和等離子體波

空間等離子體的不穩(wěn)定過(guò)程和電磁場(chǎng)的變化，將會(huì)激發(fā)各種頻率的電磁波和等離子體波。它們既是空間物理過(guò)程的產(chǎn)物，也是探測(cè)空間環(huán)境狀態(tài)的手段。對(duì)于變化頻率在幾赫以下的波動(dòng)，一般用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量，對(duì)于較高頻率的波動(dòng)，用接收機(jī)測(cè)量。

磁場(chǎng)

是重要的物理場(chǎng)?？臻g各個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度相差很大，如地球表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度比行星際空間強(qiáng)幾個(gè)數(shù)量級(jí)。探測(cè)磁場(chǎng)的儀器，主要有線圈式磁強(qiáng)計(jì)、磁通門磁強(qiáng)計(jì)、質(zhì)子旋進(jìn)磁強(qiáng)計(jì)和光泵磁強(qiáng)計(jì)。

電場(chǎng)

電荷的積累和磁場(chǎng)的變化都能產(chǎn)生電場(chǎng)。但由于空間等離子體有很高的電導(dǎo)率，空間電場(chǎng)一般都比較小。

特點(diǎn)作用

編輯

中國(guó)空間技術(shù)研究院《太空》雜志副主編龐之浩回顧了2004年空間探測(cè)活動(dòng)的特點(diǎn)并分析了未來(lái)

空間探測(cè)

發(fā)展趨勢(shì)。2004年的世界空間探測(cè)呈現(xiàn)出欣欣向榮、蒸蒸日上的喜人景象，各種新成果無(wú)論對(duì)航天技術(shù)進(jìn)步，還是對(duì)其他科學(xué)研究，人類社會(huì)發(fā)展，都具有積極的促進(jìn)作用?？臻g探測(cè)已進(jìn)入全面發(fā)展的新時(shí)代，并具有一些與以往不同的顯著特點(diǎn)。 首先，空間探測(cè)已趨向多元化，而不再是美蘇等一兩個(gè)國(guó)家獨(dú)霸空間探測(cè)領(lǐng)域。歐洲正迅速崛起，不僅連續(xù)發(fā)射成功火星探測(cè)器、月球探測(cè)器和彗星探測(cè)器，而且還將發(fā)射金星和水星探測(cè)器，并在2004年初宣布了其龐大的“曙光”空間探測(cè)計(jì)劃，即向美國(guó)“叫板”，在2030年左右把人送上火星。中國(guó)和印度也將在空間探測(cè)方面占有一席之地。中國(guó)于2004年初正式開(kāi)始實(shí)施“嫦蛾”探月工程，2006-2007年發(fā)射首顆探月衛(wèi)星。印度則在2004年決定，把原計(jì)劃于2008年發(fā)射“月球初航”探測(cè)器的時(shí)間提前到2007年或更早。

探測(cè)技術(shù)水平大幅度提高是特點(diǎn)之二。例如，“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)的性能遠(yuǎn)高于1997年*在火星上行駛的“旅居者”號(hào)火星車，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火星較大范圍的移動(dòng)考察，代表了火星探測(cè)的重要階段。經(jīng)過(guò)13個(gè)月的飛行，歐洲“智慧”1號(hào)月球探測(cè)器于2004年11月15日進(jìn)入繞月軌道，從而表明，這個(gè)*1個(gè)聯(lián)合使用太陽(yáng)能電推進(jìn)系統(tǒng)和月球引力的空間探測(cè)器達(dá)到了預(yù)期的效果，此舉對(duì)未來(lái)航天技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重要作用。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)約7年、航行35億千米的星際歷程之后，價(jià)值連城的世界土星探測(cè)器“卡西尼”，終于在2004年7月1日進(jìn)入土星軌道，它已發(fā)回不少很寶貴的圖像，并將在2004年12月25日向土衛(wèi)六表面釋放“惠更斯”著陸器。

第3個(gè)特點(diǎn)是彗星探測(cè)成為“新寵”。2004年1月，飛行已久的美國(guó)“星塵”號(hào)彗星探測(cè)器與懷爾德2號(hào)彗星交會(huì)，并在離彗核很近的距離用密度極低的氧化硅氣溶膠*獲取彗核物質(zhì)，現(xiàn)正飛行在返回地球的途中。這將是人類*把除地球的衛(wèi)星——月球以外的樣本送回地球，也是“阿波羅”計(jì)劃后的*樣品回送任務(wù)。這些樣品可為宇宙形成和地球生命起源的研究提供重要線索。歐洲空間局則2004年3月2日發(fā)射了其第1個(gè)彗星探測(cè)器“羅塞塔”。它將經(jīng)過(guò)10年的長(zhǎng)途跋涉進(jìn)入“楚留莫夫-格拉西門克”彗星軌道，并向該彗星著陸器，這在人類航天*也是*。 2004年所取得的空間探測(cè)它可使人類進(jìn)一步了解太陽(yáng)系和宇宙(包括生命)的起源和演化，為開(kāi)發(fā)和利用空間資源及擴(kuò)展人類的生存空間做準(zhǔn)備。例如，科學(xué)家們認(rèn)為彗星事實(shí)上就是宇宙產(chǎn)生時(shí)期剩下的原始物

空間探測(cè)

質(zhì)，所以探測(cè)彗星有助于人類搞清地球上生命的起源。而歐航局“火星快車”號(hào)探測(cè)器在火星表面直接發(fā)現(xiàn)水，對(duì)人類同樣意義重大，因?yàn)樗粌H能用于人類未來(lái)在火星上生存，開(kāi)辟第2個(gè)家園，水中的氫元素還作為未來(lái)人類星際旅行的燃料。

總的來(lái)說(shuō)，空間探測(cè)將為人類大規(guī)模開(kāi)發(fā)空間資源奠定技術(shù)基礎(chǔ)，解決地球上存在的能源問(wèn)題、人口問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題等。例如，地球能容納的人口是有限的，大約80億-110億，因此有些人已經(jīng)開(kāi)始研究向外空的方案了；地球上的能源也日益緊張，開(kāi)發(fā)太空礦藏也是空間探測(cè)的一大目標(biāo)。

龐之浩在展望未來(lái)空間探測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)時(shí)認(rèn)為，冷戰(zhàn)結(jié)束后，空間探測(cè)的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)效益等被越來(lái)越多的國(guó)家所認(rèn)可。因此，隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，參與空間探測(cè)的國(guó)家正逐漸增多，空間探測(cè)的深度和廣度也不斷擴(kuò)大?？臻g探測(cè)的計(jì)劃越來(lái)越長(zhǎng)遠(yuǎn)，投資也日趨龐大。2004年1月14日，美國(guó)總統(tǒng)*在航宇局總部宣布了一項(xiàng)旨在探索太空和將人類足跡擴(kuò)展到整個(gè)太陽(yáng)系的新太空計(jì)劃，即美國(guó)將制造新一代宇宙飛船，使美國(guó)航天員早于2015年重返月球建立基地，并以此為跳板，在2030年以后把人類送上火星乃至更遙遠(yuǎn)的宇宙空間。歐洲2004年出臺(tái)的“曙光”計(jì)劃與美國(guó)類似，也是的“一攬子”計(jì)劃。

由于空間探測(cè)投資較大，所以合作將是未來(lái)空間探測(cè)的特點(diǎn)之一。就印度來(lái)說(shuō)，它已收到20個(gè)國(guó)家參與其探月計(jì)劃的申請(qǐng)。目前美國(guó)、以色列、加拿大、德國(guó)以及歐洲空間局都遞交了合作申請(qǐng)，他們都希望將科學(xué)儀器放置在預(yù)計(jì)于2007年發(fā)射的印度月球探測(cè)器上。美國(guó)、俄羅斯和歐洲也在積極探討有關(guān)載人火星探測(cè)的合作途徑。 從人類的科學(xué)認(rèn)識(shí)、技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件等方面綜合考慮，在可以預(yù)測(cè)的將來(lái)，空間探測(cè)重點(diǎn)仍將是月球和火星。月球探測(cè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是建設(shè)月球基地，開(kāi)發(fā)和利用月球的資源和能源與特殊環(huán)境，為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

歐洲的“智慧”1號(hào)計(jì)劃、中國(guó)的“嫦蛾”1號(hào)計(jì)劃和印度的月球探測(cè)計(jì)劃等，均以月球資源探測(cè)為主要目標(biāo)。本世紀(jì)前20年將掀起人類探測(cè)火星的新熱潮。它是人類開(kāi)展深空探測(cè)的關(guān)鍵性步驟。人類可望于2011年在地球上獲得火星返回樣品，終實(shí)現(xiàn)載人登上火星。

探測(cè)方式

編輯

行星際空間

主要是探查行星際空間的磁場(chǎng)、電場(chǎng)、帶電粒子和行星際介質(zhì)的分布及隨時(shí)間的變化。探測(cè)證實(shí)了太

空間探測(cè)

陽(yáng)風(fēng)的存在，發(fā)現(xiàn)了行星際磁場(chǎng)的扇形結(jié)構(gòu)。探測(cè)行星際空間的飛行器可以有4種軌道類型 ：一是地心軌道 ，圍繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，只要以遠(yuǎn)地點(diǎn)超出磁層，就能進(jìn)入行星際空間進(jìn)行探測(cè)。二是日心軌道，利用圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的飛行器來(lái)探測(cè)行星際空間十分理想，并且常與行星探測(cè)結(jié)合起來(lái)。三是飛離太陽(yáng)系的軌道，當(dāng)飛行器達(dá)到第三宇宙速度時(shí)，就能克服太陽(yáng)的引力作用，沿拋物線軌道飛往星際空間，就能夠直接探測(cè)太陽(yáng)系在地球軌道以外的部分。四是平衡點(diǎn)軌道，在太陽(yáng)和地球的聯(lián)線上有一個(gè)平衡點(diǎn)，太陽(yáng)和地球的引力在這里恰好相等，飛船可以在通過(guò)這一點(diǎn)和日地聯(lián)線相垂直的平面上沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)。對(duì)于定點(diǎn)監(jiān)視行星際的物理狀態(tài)十分理想。

月球和行星的探測(cè)

月球是離地球近的天體，人們對(duì)月球的探測(cè)比較早，也比較詳盡 。1969 年7月16日發(fā)射的阿波羅11號(hào)*次載人登上月球，進(jìn)行實(shí)地考察并采集月巖、月壤樣品 400多千克。行星際探測(cè)器系列對(duì)行星進(jìn)行了探測(cè) ，并由對(duì)內(nèi)行星發(fā)展到外行星的探測(cè)。 [2] 

近地空間

主要指對(duì)地球高層大氣 、電離層、磁層等區(qū)域所進(jìn)行的探測(cè)。探空火箭是近地空間探測(cè)的重要手段，

空間探測(cè)

它能把探測(cè)儀器帶到幾十至幾千千米的高空進(jìn)行直接測(cè)量。人造地球衛(wèi)星的成功發(fā)射，使得對(duì)地球磁層可進(jìn)行詳盡的探查，地球輻射帶的發(fā)現(xiàn)就是人造地球衛(wèi)星的*個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，并證實(shí)地球磁層的存在。人造地球衛(wèi)星圍繞地球以圓形或橢圓形軌道運(yùn)行，根據(jù)不同的探測(cè)目的可選擇不同的軌道類型：一是極地圓軌道，對(duì)赤道面的傾角約為90°。在高層大氣、電離層和高空磁場(chǎng)測(cè)量中，常采用這種軌道。二是大扁度軌道，它的遠(yuǎn)地點(diǎn)高度要比近地點(diǎn)高度高得多，這種軌道容易獲得磁層的完整的剖面資料。三是同步軌道，當(dāng)衛(wèi)星在赤道面上高度為 3.6萬(wàn)千米的圓軌道運(yùn)行時(shí)，衛(wèi)星繞地球一周恰好與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相等，相對(duì)于地球是靜止的。這種衛(wèi)星的測(cè)量結(jié)果容易與地面觀測(cè)結(jié)果配合起來(lái)分析。但實(shí)際中對(duì)近地空間的探測(cè)，多采用衛(wèi)星系列進(jìn)行。

探測(cè)器探測(cè)主要方式

空間探測(cè)器是通過(guò)裝載的科學(xué)探測(cè)儀器來(lái)執(zhí)行空間探測(cè)任務(wù)?？臻g探測(cè)器按探測(cè)的對(duì)象劃分為月球探測(cè)器、行星和行星際探測(cè)器、小天體探測(cè)器等。已發(fā)射的空間探測(cè)器主要采用以下幾種方式：

●從地外星球近旁飛過(guò)或在其表面硬著陸，探測(cè)拍攝

●以月球或行星衛(wèi)星的方式取得信息

●探測(cè)器在月球或行星及其衛(wèi)星表面軟著陸，以固定或漫游車的方式進(jìn)行實(shí)地考察、拍攝探測(cè)和取樣分析等。

●用載人或不載人探測(cè)器在月面軟著陸后取得樣品返回地球，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。

●在深空開(kāi)展漫游式飛行

●進(jìn)行撞擊式探測(cè)，

●建立性載人基地

在未來(lái)5年內(nèi)將發(fā)射多顆航天器開(kāi)展空間環(huán)境探測(cè)?？臻g環(huán)境探測(cè)在不同空間位置的布局、探測(cè)內(nèi)容的豐富、探測(cè)時(shí)間的持續(xù)穩(wěn)定，使空間環(huán)境探測(cè)有條件進(jìn)入全面應(yīng)用階段。 [3] 

執(zhí)行者

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空間探測(cè)系統(tǒng)包括空間探測(cè)器和深空網(wǎng)?？臻g探測(cè)器是系統(tǒng)的空間部分，裝載科學(xué)探測(cè)儀器，執(zhí)行空間探測(cè)任務(wù)。為執(zhí)行不同的探測(cè)任務(wù)和探測(cè)不同的目標(biāo)，可構(gòu)成不同的空間探測(cè)系統(tǒng)?？臻g探測(cè)的主要方式有：①?gòu)脑虑蚧蛐行墙燥w過(guò)，進(jìn)行近距離觀測(cè)；②成為月球或行星的人造衛(wèi)星，進(jìn)行*的反復(fù)觀測(cè)；③在月球或行星表面硬著陸,利用墜毀之前的短暫時(shí)機(jī)進(jìn)行探測(cè);④在月球或行星表面軟著陸，進(jìn)行實(shí)地考察，也可將取得的樣品送回地球研究。

1959年1月,蘇聯(lián)發(fā)射了*個(gè)月球探測(cè)器──“月球”1號(hào),此后美國(guó)發(fā)射了“徘徊者”號(hào)探測(cè)器、“月球軌道環(huán)行器”、“勘測(cè)者”號(hào)探測(cè)器和“阿波羅”號(hào)飛船。60年代初期，美國(guó)和蘇聯(lián)發(fā)射了多種行星和行星際探測(cè)器,分別探測(cè)了金星、火星、水星、木星和土星,以及行星際空間和彗星。其中有“者”號(hào)探測(cè)器(美)、“金星”號(hào)探測(cè)器（蘇）、“水手”號(hào)探測(cè)器（美）、“火星”號(hào)探測(cè)器（蘇）、“探測(cè)器”（蘇）、“太陽(yáng)神”號(hào)探測(cè)器（美國(guó)與聯(lián)邦德國(guó)合作）、“海盜”號(hào)探測(cè)器（美）、“旅行者”號(hào)探測(cè)器（美）。到1984年底，美國(guó)和蘇聯(lián)共發(fā)射了109個(gè)空間探測(cè)器，美國(guó)在1972年3月發(fā)射的“者”10號(hào)行星探測(cè)器，大約到1986年10月可飛越過(guò)冥王星的平均軌道，成為*個(gè)飛出太陽(yáng)系的航天器。

飛行原理 　空間探測(cè)器離開(kāi)地球時(shí)必須獲得足夠大的速度（見(jiàn)宇宙速度）才能克服或擺脫地球引力，實(shí)現(xiàn)深空飛行。探測(cè)器沿著與地球軌道和目標(biāo)行星軌道都相切的日心橢圓軌道（雙切軌道）運(yùn)行，就可能與目標(biāo)行星相遇，或者增大速度以改變飛行軌道，可以縮短飛抵目標(biāo)行星的時(shí)間。例如,美國(guó)“旅行者”2號(hào)探測(cè)器的速度比雙切軌道所要求的大0.2公里/秒，到達(dá)木星的時(shí)間縮短了將近四分之一。

為了保證探測(cè)器沿雙切軌道飛到與目標(biāo)行星軌道相切處時(shí)目標(biāo)行星恰好也運(yùn)行到該處，必須選擇在地球和目標(biāo)行星處于某一特定相對(duì)位置的時(shí)刻發(fā)射探測(cè)器。例如飛往木星約需1000天的時(shí)間，木星探測(cè)器發(fā)射時(shí)木星應(yīng)離會(huì)合點(diǎn)83°(相當(dāng)于木星在軌道上走1000天的路程)。根據(jù)一定的相對(duì)位置要求，可以從天文年歷中查到相應(yīng)的日期，這個(gè)有利的發(fā)射日期一般每隔一、二年才出現(xiàn)一次。探測(cè)器可以在繞飛行星時(shí)，利用行星引力場(chǎng)加速，實(shí)現(xiàn)連續(xù)繞飛多個(gè)行星（見(jiàn)行星探測(cè)器軌道）。

技術(shù)特點(diǎn) 　空間探測(cè)器是在人造地球衛(wèi)星技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但是與人造地球衛(wèi)星比較，空間探測(cè)器在技術(shù)上有一些顯著特點(diǎn)。

控制和導(dǎo)航 　空間探測(cè)器飛離地球幾十萬(wàn)到幾億公里，入軌時(shí)速度大小和方向稍有誤差，到達(dá)目標(biāo)行星時(shí)就會(huì)出現(xiàn)很大偏差。例如，火星探測(cè)器入軌時(shí)，速度誤差1米/秒（大約是速度的萬(wàn)分之一），到達(dá)火星時(shí)距離偏差約10萬(wàn)公里。因此在漫長(zhǎng)飛行中必須進(jìn)行精確的控制和導(dǎo)航。飛向月球通常是靠地面測(cè)控網(wǎng)和空間探測(cè)器的軌道控制系統(tǒng)配合進(jìn)行控制的(見(jiàn)航天器軌道控制)。行星際飛行距離遙遠(yuǎn)，無(wú)線電信號(hào)傳輸時(shí)間長(zhǎng)，地面不能進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控，所以行星和行星際探測(cè)器的軌道控制系統(tǒng)應(yīng)有自主導(dǎo)航能力（見(jiàn)星際航行導(dǎo)航和控制）。例如，美國(guó)“海盜”號(hào)探測(cè)器在空間飛行八億多公里，歷時(shí)11個(gè)月，進(jìn)行了2000余次自主軌道調(diào)整，后在火星表面實(shí)現(xiàn)軟著陸，落點(diǎn)精度達(dá)到50公里。此外，為了保證軌道控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作姿態(tài)準(zhǔn)確，通信天線始終對(duì)準(zhǔn)地球，并使其他系統(tǒng)正常工作，探測(cè)器還具有自主姿態(tài)控制能力。

通信 為了將大量的探測(cè)數(shù)據(jù)和圖像傳送給地面,必須解決低數(shù)據(jù)率極遠(yuǎn)距離的傳輸問(wèn)題。解決方法是在探測(cè)器上采用數(shù)據(jù)壓縮、抗干擾和相干接收等技術(shù)，還須盡量增大無(wú)線電發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率和天線口徑，并在地球上多處設(shè)置配有巨型拋物面天線的測(cè)控站或測(cè)量船。空間探測(cè)器上還裝有計(jì)算機(jī)，以完成信息的存貯和處理。

電源 太陽(yáng)光的強(qiáng)度與到太陽(yáng)距離的平方成反比,外行星遠(yuǎn)離太陽(yáng)，那里的太陽(yáng)光強(qiáng)度很弱，因此外行星探測(cè)器不能采用太陽(yáng)電池電源而要使用空間核電源。

結(jié)構(gòu) 空間探測(cè)器承受十分嚴(yán)酷的空間環(huán)境條件,有的需要采用特殊防護(hù)結(jié)構(gòu)。例如“太陽(yáng)神”號(hào)探測(cè)器運(yùn)行在近日點(diǎn)為 0.309天文單位（約4600萬(wàn)公里）的日心軌道，所受的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度比人造地球衛(wèi)星高一個(gè)數(shù)量級(jí)。有些空間探測(cè)器在月球或行星表面著陸或行走，需要一些特殊形式的結(jié)構(gòu)，例如適用于在凹凸不平表面上行走的撓性輪等。

中國(guó)

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總體而言，現(xiàn)今的我國(guó)空間環(huán)境探測(cè)技術(shù)從90年度初開(kāi)始起步，經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，在科研隊(duì)伍培養(yǎng)、探測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，已取得了相當(dāng)豐富的成果。但由于基礎(chǔ)薄弱，與*進(jìn)探測(cè)技術(shù)相比，總體上差距明顯，許多領(lǐng)域還是空白。發(fā)展時(shí)間短、投資較少，地面的開(kāi)發(fā)、研制、測(cè)試和定標(biāo)的設(shè)備缺乏，已成為制約探測(cè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。目前部分探測(cè)器的定標(biāo)測(cè)試只能靠合作實(shí)現(xiàn)。人才相對(duì)缺乏，培養(yǎng)對(duì)空間物理、探測(cè)物理均十分懂的試驗(yàn)物理學(xué)家需要一個(gè)過(guò)程。

總之，中國(guó)探測(cè)發(fā)展成就矚目，但同時(shí)也任重而道遠(yuǎn)。隨著化的雙星計(jì)劃、夸父計(jì)劃，以及氣象衛(wèi)星的空間環(huán)境探測(cè)，我國(guó)的空間環(huán)境探測(cè)發(fā)展前景將十分廣闊。2016年09月21日中國(guó)FOSN光纖慣導(dǎo)助力臨近空間探測(cè)飛艇放飛 [4] 

*對(duì)外公布了一項(xiàng)新的空間探測(cè)與研究引力波的計(jì)劃——“空間太極計(jì)劃”，并表示這項(xiàng)計(jì)劃已經(jīng)在預(yù)研過(guò)程中，有望2016年年底申報(bào)立項(xiàng)。

*院士、太極計(jì)劃*科學(xué)家胡文瑞透露，太極計(jì)劃的設(shè)想之一是在2030年前后發(fā)射3顆衛(wèi)星組成的引力波探測(cè)星組，用激光干涉方法進(jìn)行中低頻波段引力波的直接探測(cè)，目標(biāo)是觀測(cè)雙黑洞并合和*質(zhì)量比天體并合時(shí)產(chǎn)生的引力波輻射，以及其它的宇宙引力波輻射過(guò)程。

據(jù)介紹，太極計(jì)劃是一個(gè)中歐合作的合作計(jì)劃，目前有兩個(gè)方案。方案一是參加歐洲空間局的eLISA雙邊合作計(jì)劃。方案二是發(fā)射3顆中國(guó)的引力波探測(cè)衛(wèi)星組，與2035年左右發(fā)射的eLISA衛(wèi)星組同時(shí)遨游太空，獨(dú)立進(jìn)行引力波探測(cè)，兩組衛(wèi)星互相補(bǔ)充和檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。

這一計(jì)劃緣何起名“太極”？胡文瑞解釋：按照中國(guó)的宇宙觀，萬(wàn)物開(kāi)始是“太極”，探測(cè)原初引力波就是研究宇宙的起源，而太極的圖形與雙黑洞形象很相似。

胡文瑞表示，“空間太極計(jì)劃”涉及學(xué)科領(lǐng)域和前端技術(shù)廣泛，需要發(fā)展空間超遠(yuǎn)距離超高精度激光測(cè)量、超高靈敏度慣性傳感器，以及超高精度衛(wèi)星無(wú)拖曳控制等下一代空間技術(shù)，這些技術(shù)對(duì)于提升我國(guó)空間科學(xué)和深空探測(cè)的技術(shù)水平具有重要意義，對(duì)慣性導(dǎo)航、地球科學(xué)、高精度衛(wèi)星平臺(tái)建設(shè)等應(yīng)用領(lǐng)域也將發(fā)揮積極的作用。

據(jù)介紹，空間引力波探測(cè)被列入中科院制訂的空間2050年規(guī)劃。2008年由中科院發(fā)起，中科院多個(gè)研究所及院外高校科研單位共同參與，成立了*空間引力波探測(cè)論證組。經(jīng)過(guò)幾年的努力，目前已形成由胡文瑞、吳岳良為*科學(xué)家的“空間太極計(jì)劃”工作組，在引力波源的理論及探測(cè)研究和衛(wèi)星技術(shù)研究上取得了諸多進(jìn)展。