美國NASA稱“朱諾”號即將進入木星軌道,目前已飛行30億公里
【6月30日100UFO研究中心】據美國媒體6月28日報道,美國國家航空航天局(NASA)的“朱諾”號探測器將于下月初進入木星軌道,這將使得我們比以往更近距離地觀察木星。
在太陽系中飛行了5年、將近20億英里(約32.2億公里)后,“朱諾”號探測器終于將于7月4日進入木星軌道,屆時它將能夠以前所未有的近距離觀察這顆氣態巨星——我們太陽系的最大行星。
重達4噸的朱諾發射于2011年8月5日,12:25分(北京時間6日凌晨00:25分)由一枚大力神-5運載火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空,踏上遠征木星之旅。
朱諾裝備有3組30英尺(約9.1米)長的太陽能電池板,上面有18696塊獨立太陽能電池,以便最大限度地利用旅程中獲得的太陽能。
“朱諾”號探測器未來將有一些重要工作要做。
抵達木星時,探測器將點燃主引擎并持續35分鐘,從根本上制動并減速至約1200英里/小時(約1931公里/小時),這樣它才能進入木星的極地軌道。
一旦置身于木星軌道,“朱諾”號將在20個月的時間里繞該行星運行37周。
在此期間,“朱諾”將來到木星云層3000英尺(約914米)上方,在最近距觀測該行星。
“朱諾”號探測器實際上得名于羅馬主神朱庇特(Jupiter)之妻朱諾(Juno)女神。
據NASA工作人員稱,他們希望該任務可幫助科學家了解到更多關于木星的起源、構造、大氣和磁場的情況。
關于朱諾號,朱諾是美國航空航天局“新前線”計劃(New Frontiers)支持的第二項探測計劃。
這一項目旨在鼓勵發展中型規模的行星際探測項目。
該計劃支持的首個探測器是飛往冥王星和柯伊伯帶的“新地平線”探測器(New Horizons),已經升空,并將于2015年7月抵達冥王星系對這顆太陽系邊緣的矮行星及其4顆衛星展開首次近距離考察工作。
接下來的下一個項目則是計劃于2016年發射升空的OSIRIS-Rex探測器,它將對小行星1999RQ36進行考察并進行取樣返回。
朱諾探測器由洛克西德.馬丁公司制造,采用自旋穩定,重達3.65噸。
由于外太陽系光照微弱,之前前往這里進行探測的飛船都使用了“放射性同位素溫差發電器”(RTGs),但是和這些探測器都不同的是,朱諾竟然使用了太陽能電池帆板作為能源。
為了保證電能,它的帆板面積要大得多,一共安裝3塊,每塊寬2.65米,長8.9米。
朱諾號還安裝了一臺LEROS-1b發動機,用于軌道中途修正和木星軌道切入制動。
朱諾探測器一共攜帶了9件科學載荷,包括一臺微波輻射計(MWR),用于考察木星的熱輻射,從而了解木星大氣的動力學機制和化學組成;一臺木星紅外極光繪圖儀(JIRAM),將對木星上層大氣進行紅外和分光分析,這同樣將有助于科學家們了解木星大氣的結構情況;一臺磁通門磁強計(FGM)將用于繪制首張詳細的木星磁場圖,并考察木星磁場在其兩極地區的分布狀況,對于木星磁場的考察將極大地幫助科學家們了解木星的內部結構信息;一臺先進恒星導航儀(ASC)將幫助進行繪圖工作,并幫助朱諾探測器在茫茫太空中保持準確的姿態指向。
除此之外,朱諾探測器上搭載的"極區磁場探測設備包"中還包括朱諾高能粒子探測器(JEDI),木星極光分布實驗設備(JADE),紫外分光計(UVS)以及一臺無線電和等離子體波實驗設備(WAVES)。
這一整套設備將對木星磁場進行前所未有的高精度測量,考察其電磁和紫外輻射情況,以及木星極光中高能粒子的分布情況。
而探測器搭載的朱諾相機(JCM)則將拍攝木星的彩色圖像,這將更加有助于進行目視觀察,選定觀測目標以及對公眾發布精美的木星圖像。
關于公眾教育計劃作為公眾教育計劃的一部分,朱諾探測器還將攜帶3個樂高玩偶一起飛向木星,這三個小人分別是羅馬神話中的天神朱庇特(注:Jupiter,即英語中的木星),朱庇特的妻子朱諾(Juno,即探測器的名字),以及意大利著名天文學家伽利略,他對木星的觀測做出過重要的開創性貢獻,包括發現了木星的4顆最大的衛星,它們現在被稱為"伽利略衛星"。
事實上,首顆圍繞木星運行的探測器便被命名為"伽利略號",除此之外,此次朱諾探測器還將攜帶一塊由意大利航天局提供的伽利略箴言銘牌,上面有伽利略的頭像,以及當年伽利略觀測木星時紀錄的筆記原文。
探測器的名字“朱諾”是羅馬神話中天神朱庇特的妻子。
朱庇特施展法力用云霧遮住自己,但是朱諾卻能看透這些云霧,了解朱庇特的真面目,因此探測器取這個名字也是借用其寓意,希望它能解開這顆云遮霧繞的氣態巨行星隱藏的秘密。
除了這些設備之外,朱諾還將使用其通訊設備考察木星的重力場,這是其"重力科學實驗"項目的一部分。
通過發射信號回地球并觀察其多普勒效應,科學家們將能夠考察木星重力場對信號的影響。
太陽系的巨無霸:木星
發射之后,朱諾探測器將在太空飛行5年時間。
在經過最初的兩年飛行之后,朱諾于2013年10月重返地球,以便借助地球引力進行借力加速飛行,從而將其推向外太陽系。
原定2016年8月,朱諾將進入木星極軌并隨即開展為期14個月的探測工作。
實際上,朱諾將提前一個月到達木星進行相關工作。
朱諾是第9顆訪問木星的探測器。
這顆龐大的氣態巨行星是太陽系除太陽之外當之無愧的主宰:其質量相當于318個地球,體積更是地球的1300倍以上。
木星距離太陽比地球遠5倍,每4331個地球日(約合11.86年)圍繞太陽公轉一圈。
作為一顆氣態行星,木星由90%的氫和10%的氦組成,還有極微量的其他氣體,包括甲烷和氨。
木星目前已知擁有64顆衛星以及4道光環,其中最大的衛星是4顆所謂的伽利略衛星,它們都是在1609年或1610年間由意大利天文學家伽利略首先發現的。
這是人類首次發現除地球之外有一個天體圍繞另一個天體運行,這一點幫助當時的人們擊破了地心說的魔咒。
木星本身擁有絢麗的云帶,其中含有結晶態的氨,其大氣中的風速高達每秒100米。
木星大氣中最廣為人知的當然就屬大紅斑了。
人們已經觀測這個巨大的氣旋長達180年,它卻從未消退過。
木星的探測先驅最早造訪木星的探測器是美國航空航天局的“先驅者-10號”。
這艘飛船于1972年3月3日發射升空,并于1973年12月飛掠木星系,最近時距離僅有20萬公里。
先驅者-10號也是第一艘突破太陽逃逸速度的飛船,在飛掠木星之后,它繼續向著太陽系之外飛去。
2003年1月23日地面控制中心收到先驅者-10號飛船發來的最后一條信息,當時它距離地球約80億公里。
而此次作為最新探測器的朱諾,其主要任務是了解木星的起源和演化歷程。
借助其搭載的科學設備,朱諾探測器將調查木星是否存在一個固體內核,繪制木星的高強度磁場圖,測量其深層大氣中的水分和氨的成分,并對木星上的極光現象進行觀察。
朱諾探測器將大大加深我們對氣態巨行星的形成以及它們對整個太陽系作用影響的理解。
木星的起源和內部構造
根據現有的主流理論,太陽系形成于星云的塌縮,其中大部分質量集中于中央位置的太陽。
和太陽一樣,木星的組成也是氫和氦,因此很顯然木星必定形成于太陽系早期,因而能夠捕獲大量尚未散去的氣體物質,但是至于這一過程具體是如何進行的,卻存在爭議。
木星究竟是首先形成了一個原始“星子”(較小的原始行星)并借助其引力捕獲周邊物質,還是一團不穩定的塵埃云直接產生了塌縮并形成了木星?我們現在還無法分辨這兩個理論孰是孰非。
而如果朱諾探測器此次能幫助我們加深對這一方面的了解,在未來也將極大地有助于我們了解其他行星,包括地球最初的形成模式。
和地球不同,木星強大的引力使其得以保存下來大量的原始物質,這就讓我們得以追溯到太陽系的早期歷史。
通過對木星的引力場合磁場的測量,朱諾探測器將揭示木星的內部構造和測出其可能存在的固體內核的質量。
大氣由于云層阻擋,我們看不到木星的深處,科學家們想知道木星云層中那些色彩斑斕的云帶、大紅斑、大白斑究竟向下延伸到多少深度?它們是怎么形成的?朱諾探測器將進行木星全球大氣運動情況觀測,首次測量其深層氣流的運動速度。
并探測各不同云層深度上的化學成分,溫度等數據。
磁場在木星巨厚的大氣層之下,氣壓是驚人的,科學家們認為在這樣的條件下氫會被壓縮成一種稱為“金屬氫”的奇異形態。
這種奇異物質被認為是木星強大磁場的來源。
正是這個強大的磁場和高能粒子相互作用,產生了太陽系中最明亮的極光。
朱諾探測器將直接對這些高能粒子進行取樣,并通過紫外波段觀測木星的極光現象。
對于這樣一顆和地球迥然不同行星極光現象的深入研究將幫助我們更好地理解極光現象產生的本質。
美國航空航天局噴氣推進實驗室(JPL)負責朱諾項目的管理。
項目的首席科學家是來自宇航局西南研究所的斯科特·博爾頓(Scott Bolton)博士。
洛克希德·馬丁公司為飛船制造承包商,而意大利航天局則為飛船提供了紅外分光計設備以及一部分無線電科學實驗設備。