“朱诺”号探测器为何要去木星? - 星球史记 - 人学研究网|会通人类思想-人类文明通识智库,人学、人学网、人学研究、思想史料
人学研究网renxueyanjiu.com 人学研究网renxueyanjiu.com
首页 > 宇宙探索 > 星球史记 >

“朱诺”号探测器为何要去木星?

2017-08-09 14:53:40来源:中国科学探索中心 已浏览人数:
朱诺”号是NASA新疆界计划中前往木星的一艘无人探测器,于2011年8月5日发射升空,预定于2016年7月4日进入环绕木星轨道,它是第一艘使用太阳能为能源拜访木星的探测器。

(来源:中国科学探索中心)

经过5年28亿公里的飞行,“朱诺”号木星探测器终于在美国东部时间7月4日晚11时抵达这次横穿内太阳系长途旅行的终点:木星轨道。“朱诺”号木星探测器进入木星轨道后,将用无线电通知地球,信号预计于美国东岸时间7月4日晚11时53分送抵地球。

“朱诺”号是NASA新疆界计划中前往木星的一艘无人探测器,于2011年8月5日发射升空,预定于2016年7月4日进入环绕木星轨道,它是第一艘使用太阳能为能源拜访木星的探测器,也是第二颗木星人造卫星。

迄今为止,只有一艘探测器——“伽利略”号对木星进行过专门的环绕探测,这项任务随着2003年伽利略号主动坠入木星大气层而结束。时隔13年,第二艘专门拜访木星的探测器——“朱诺”号如期而至,那么”朱诺”号为什么要探索木星呢?

这个问题还要从“朱诺”号的名字说起,“朱诺”(JUNO)的名字来自于古罗马神话,传说中的上天之神朱庇特(Jupiter)用云彩遮掩自己,隐藏自己的真容,但他的妻子——“朱诺”女神却拥有神奇的力量,能够穿透遮掩朱庇特的云雾,洞察其背后的真相,而木星(Jupiter)正是天神朱庇特的名字。美国宇航局选用这个名字来为这艘木星探测器命名,也是希望这艘飞船能够拨开遮掩木星的重重迷雾,揭示其背后的真正本质。“朱诺”号进入环绕木星的轨道,主要任务正是揭开木星的组成、重力场、磁场、磁层和磁极的奥秘。

与“伽利略”号近木星赤道面的飞行轨道不同,”朱诺”号将是在绕木星两极的极轨道上工作,并且它使用的是太阳能,而非伽利略所使用的核电池RTG。然而木星的强辐射对探测器将是一个大威胁,并将影响”朱诺”号探测任务的方方面面,这一点特别体现在它绕木星的运行轨道上。

数据显示,在木星云层顶端与环绕木星的辐射带之间有一个空隙。为了在任务期间最大限度地避免探测器暴露在强辐射中,”朱诺”号的飞行轨道将不停的穿越这个空隙,以确保自身安全并完成预定科学目标。这一轨道设计增加了”朱诺”号任务的复杂性,因为”朱诺”号还要同时满足能够完成预定的多项科学目标,其中最重要的任务当属一窥木星起源与磁层的构造。

“朱诺”紫外成像光谱仪(UVS)的主要研究人员Randy Gladstone表示,“朱诺”及其轨道被设计来确定木星的引力和磁场达到非常高的精度,这应该可以揭开木星内部结构的重要问题,比如是否存在一个核心?磁场是在哪里产生的?氧气是否像其他元素一样丰富、比氦更重?“朱诺”号将从一个高度椭圆轨道研究木星,探测器可以从北极上空向下俯冲,掠过最外层的大气,再上升到南极上空,预计这一动作将持续约六小时,每11天重复一次。高度椭圆轨道也使探头避开行星周围最强烈的粒子辐射,对木星的极地磁层进行彻底调查。

为研究木星磁场,UVS将制作行星极光光谱图像。该光谱仪对极端和远紫外线都很敏感,将用来描述极光光谱的性质和形态。美国宇航局科学家表示,“朱诺”号首次通过极性区域,能够直接测量轰击大气的带电粒子并激发强烈的极光。她希望该测量能告知关于空间物理学的信息,这对人类当前和未来发送到那儿的商业卫星和其他卫星来说很重要。

木星主要由氢组成,研究人员认为木星内部富含液态物质。在其深处,强烈大气压把氢气变成稠密液体。当为极端压力时,它将电子从氢原子中挤出来,变成金属氢,金属氢属于超导体,且流体的金属氢开始像金属一样运行,流动的金属氢将木星变成一个巨大的发电机。金属氢与木星的快速旋转(木星上的一天只有10小时长)相组合,将会产生一个强大的磁场,磁场里的电子、质子和离子以接近光速的速度围绕着星球转动。任何探测器进入这个环形高能粒子的环境就是遇上了太阳系中最恶劣的辐射环境。

然而“朱诺”号早有防备,”朱诺”号上搭载的精密电子设备都被装在一个172公斤重的钛拱顶中,以保护它们免受致命辐射的伤害,尤其是木星赤道附近的强烈辐射。为了避免最糟糕的电路烧坏情况,”朱诺”号将执行高椭圆轨道运行,高椭圆轨道是一种具有较低近地点和极高远地点的椭圆轨道。这种极度拉长的轨道的特点是卫星到达和离开远地点的过程很长,而经过近地点的过程极短。”朱诺”号在经过南北两极后将回落近200万英里的距离。但即便如此,在任务结束前,一些设备也会被辐射“煮熟”。

科学家们相信,虽然”朱诺”号的行程极具风险,但其收集到的数据,可能会使人们对木星、对太阳、对生命本身的理解等产生飞跃性的变化。这不仅是“朱诺”号的使命,也是人类探索太空的意义所在。

人学研究网·宇宙探索栏目编辑:自然子

相关热词搜索:朱诺 木星 探测器

上一篇:水星凌日的奇异天文现象    下一篇:从科幻到科学:十年内可找到外星生命?