朱(zhu)諾號木星探(tan)測器(qi)是(shi)美國宇航(hang)局“新疆(jiang)界計(ji)劃”實施(shi)的(de)第二個探(tan)測項目(mu)(第一個項目(mu)是(shi)已于2006年發射的(de)新地平線(xian)號探(tan)測器(qi))。“朱(zhu)諾”由美國洛克希德·馬丁公(gong)司建造,宇航(hang)局下屬噴(pen)氣推進(jin)實驗(yan)室負責整個探(tan)測任務的(de)運行。
朱諾(nuo)號(hao)木星探(tan)測器(qi)是(shi)美國(guo)宇航局“新疆(jiang)界計劃”實施的(de)(de)第二個探(tan)測項目(mu)(第一個項目(mu)是(shi)已(yi)于2006年發射的(de)(de)新地平線(xian)號(hao)探(tan)測器(qi))。“朱諾(nuo)”由美國(guo)洛克希德·馬丁公司建造,宇航局下屬噴氣推(tui)進實驗室(shi)負責(ze)整個探(tan)測任務的(de)(de)運(yun)行。
2011年8月5日(ri)12時25分(fen),朱(zhu)諾號木星(xing)探測器(qi)從美(mei)國(guo)佛羅(luo)里達州卡納維拉爾(er)角點(dian)火升空,開始踏(ta)上遠征木星(xing)之旅(lv)。
2016年1月(yue)13日(ri)(ri)下午2點(dian)(北京時(shi)(shi)間1月(yue)14日(ri)(ri)凌晨3點(dian)),美國朱諾號打破依靠太陽(yang)能提(ti)供(gong)能源的探測器最遠航行(xing)記錄,當時(shi)(shi)它距(ju)離太陽(yang)約7.93億千米,相比較地球到太陽(yang)的距(ju)離只有約1.5億千米。
北(bei)京(jing)時間(jian)2016年7月5日中午,美(mei)國宇(yu)航(hang)局召開新聞(wen)發布會,宣布已在太空(kong)飛行4年11個月的“朱諾”號成功進入木(mu)星(xing)(xing)軌道,這(zhe)是自(zi)2003年“伽利略(lve)”號結束木(mu)星(xing)(xing)探測任務以后,13年來首顆繞木(mu)星(xing)(xing)工作(zuo)的探測器。
朱諾號攜帶的科學儀器套件將(jiang):
確定(ding)氫(qing)氧比例(li),有(you)效(xiao)的測量木星(xing)(xing)上水的豐度,這將有(you)助于厘(li)清現行理論中(zhong)有(you)關氣(qi)體巨星(xing)(xing)的木星(xing)(xing)是(shi)在(zai)太(tai)陽系(xi)的何處形成。
獲得更好的木星核心質量(liang)評估,也將有助于厘清(qing)氣體巨星于太陽系(xi)何(he)處形成的現行理論。
精(jing)確(que)的繪制木星引力(li)場圖(tu),以確(que)定木星內(nei)部的質量(liang)分(fen)布(bu),包(bao)括其結構和動態等屬性。
精確測繪木(mu)星的磁場,評估其起源和結(jie)構場,以(yi)及(ji)在(zai)木(mu)星的多深處創造出磁場。這(zhe)個實驗也將有(you)助于科(ke)學家了解基本物理(li)學的發(fa)電(dian)機原(yuan)理(li)。
測繪大氣成分、溫度、結構、云的不透明(ming)度和動力(li)學變化,在所有的緯(wei)度上達(da)到壓力(li)超過(guo)100帕(10MPa;1,450磅/平方(fang)英寸)。
探索(suo)木星極地的(de)磁層和(he)極光的(de)三維結構和(he)特(te)征(zheng)。
測量(liang)(liang)由木(mu)星(xing)的(de)(de)角動量(liang)(liang)造成的(de)(de)參考系拖曳,也稱為冷(leng)澤-提爾苓進動,和可能的(de)(de)廣義相(xiang)對論(lun)效(xiao)應與木(mu)星(xing)自轉連接的(de)(de)一(yi)個新測試。
探測(ce)器的(de)名字“朱(zhu)諾”是羅馬(ma)神話中天神朱(zhu)庇(bi)特(te)的(de)妻子。朱(zhu)庇(bi)特(te)施(shi)展(zhan)法力用云霧(wu)(wu)遮住自(zi)己,但是朱(zhu)諾卻能看透這(zhe)些云霧(wu)(wu),了解朱(zhu)庇(bi)特(te)的(de)真面目,因此探測(ce)器取這(zhe)個(ge)名字也是借(jie)用其(qi)寓意,希望它能解開(kai)這(zhe)顆云遮霧(wu)(wu)繞(rao)的(de)氣態巨行星(xing)隱藏的(de)秘密。
朱諾(nuo)號木星探(tan)測器總巡航距(ju)離超過(guo)(guo)7億1600萬公(gong)里(li)(li),速(su)度將(jiang)超過(guo)(guo)165000英里(li)(li)每小時(shi)(約264000km/h)。在一個地球年的時(shi)間里(li)(li),它會環繞木星33次。
2011年(nian)8月5日升空之后,朱諾號的巡(xun)航路線會(hui)先從地球(qiu)進行(xing)重力助推,在(zai)兩年(nian)后(2013年(nian)10月)再會(hui)合地球(qiu)。
“朱諾(nuo)”在(zai)2011年(nian)(nian)8月(yue)5日12時(shi)25分發射(she)(she),“因為地球(qiu)和木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)必須處于(yu)(yu)(yu)適當(dang)的(de)位置,這(zhe)樣(yang)才能使“朱諾(nuo)”到達(da)(da)目的(de)地。探(tan)測(ce)(ce)(ce)器將于(yu)(yu)(yu)2013年(nian)(nian)10月(yue)利用地球(qiu)引力飛往木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing),預(yu)計(ji)(ji)2016年(nian)(nian)到達(da)(da)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao),調查木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)上冰巖芯是否存(cun)在(zai);確定木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)上水的(de)含(han)量;大(da)氣(qi)中氨(an)的(de)含(han)量;研究木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)對流(liu)情況(kuang)以(yi)(yi)及(ji)探(tan)討(tao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)場起源(yuan)和極地磁(ci)(ci)層任務計(ji)(ji)劃于(yu)(yu)(yu)2017年(nian)(nian)10月(yue)結束。探(tan)測(ce)(ce)(ce)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)期(qi)間(jian),探(tan)測(ce)(ce)(ce)器將在(zai)那里遭受到強烈宇宙射(she)(she)線的(de)照射(she)(she),強度(du)超過(guo)太陽系內除了(le)太陽以(yi)(yi)外任何有探(tan)測(ce)(ce)(ce)器造訪過(guo)的(de)地方。按照計(ji)(ji)劃,朱諾(nuo)號(hao)抵達(da)(da)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing),它將圍繞(rao)這(zhe)顆(ke)氣(qi)態巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)運轉(zhuan)(zhuan)一(yi)年(nian)(nian)時(shi)間(jian),任務期(qi)間(jian)一(yi)共圍繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)飛行(xing)33圈(quan),采(cai)用極軌(gui)(gui)(gui)(gui)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)在(zai)北極到南極之(zhi)間(jian)繞(rao)轉(zhuan)(zhuan)飛行(xing)。這(zhe)艘飛船上一(yi)共搭載(zai)了(le)8臺載(zai)荷(he)設備,用于(yu)(yu)(yu)考察木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)大(da)氣(qi)層,引力場以(yi)(yi)及(ji)磁(ci)(ci)場。
2015年7月,美國宇航局發布(bu)了一則消息,已經在(zai)行(xing)星際空間中飛行(xing)四(si)年的“朱諾”號探測(ce)器預(yu)計在(zai)2016年7月4日抵達木(mu)星。
2016年(nian),它將(jiang)會進(jin)(jin)行切入軌(gui)道(dao)點(dian)火(huo),將(jiang)速度減慢后進(jin)(jin)入周期為(wei)11天(tian)的極軌(gui)道(dao)。
2016年1月(yue)13日下午2點(北京時間1月(yue)14日凌晨3點),美國朱(zhu)諾號打破依靠(kao)太(tai)陽能提供能源的(de)探(tan)測器最遠航行記錄(lu),當時它距(ju)(ju)離太(tai)陽約7.93億千(qian)米,相比較地球(qiu)到太(tai)陽的(de)距(ju)(ju)離只(zhi)有約1.5億千(qian)米。
美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天局(NASA)發(fa)布消(xiao)息稱,朱(zhu)諾號木星探測器將于美(mei)國(guo)東(dong)部時間2016年7月4日晚進入木星軌(gui)道,結(jie)束(shu)其將近5年的長途(tu)旅行。
北京時(shi)間2016年7月(yue)5日,美國宇航局“朱諾(nuo)”號探(tan)測(ce)器(qi)成功進入環(huan)繞木星軌道,將(jiang)展(zhan)開探(tan)尋木星起源的(de)任(ren)務。“朱諾(nuo)”號將(jiang)環(huan)繞木星運行20個(ge)(ge)月(yue),收集有關該行星核心的(de)數(shu)據,描繪(hui)其(qi)磁場,并測(ce)量(liang)大(da)氣(qi)中(zhong)水和氨(an)的(de)含量(liang)。另外,“朱諾(nuo)”號還(huan)會觀察木星表面著名的(de)大(da)紅斑,一(yi)個(ge)(ge)持續(xu)了(le)數(shu)百年的(de)風暴(bao),從而揭示其(qi)深層的(de)秘密(mi)。
北京(jing)時(shi)間8月27日20時(shi)51分,美國“朱諾”號(hao)探(tan)測(ce)器到達木星(xing)云層上(shang)方4200公(gong)里(li)處近(jin)木點(dian),以(yi)20.8萬公(gong)里(li)/小時(shi)的(de)(de)繞行(xing)速度,捕獲有(you)史以(yi)來分辨率最高的(de)(de)木星(xing)巨型(xing)云層圖像。
目前(qian)朱諾(nuo)號每(mei)53天(tian)環繞(rao)木(mu)(mu)(mu)星(xing)一(yi)(yi)圈(quan)。它原計劃在10月19日(ri)啟動(dong)發動(dong)機(ji)(ji)進行變(bian)軌,以使軌道周期減少到每(mei)14天(tian)環繞(rao)木(mu)(mu)(mu)星(xing)一(yi)(yi)圈(quan)。但由于發動(dong)機(ji)(ji)閥門出現了問(wen)題,朱諾(nuo)號團(tuan)隊將(jiang)(jiang)推遲發動(dong)機(ji)(ji)點火(huo)直到這個(ge)問(wen)題被修復(fu)。任務團(tuan)隊將(jiang)(jiang)輔助(zhu)推進器(qi)點火(huo)31分(fen)鐘,微調了探(tan)測(ce)(ce)器(qi)的飛行速(su)度。同日(ri)因軟件性能問(wen)題引(yin)起計算(suan)機(ji)(ji)重(zhong)啟,導致探(tan)測(ce)(ce)器(qi)進入到保(bao)護(hu)性“安全模式”。經任務團(tuan)隊“會(hui)診”修復(fu),短暫“卡殼”的“朱諾(nuo)”號恢(hui)復(fu)了工(gong)作,并(bing)將(jiang)(jiang)完(wan)成12月11日(ri)的近木(mu)(mu)(mu)點飛掠任務。
2017年2月(yue)2日,美(mei)國宇航局(ju)“朱(zhu)諾(nuo)(nuo)號”探測(ce)(ce)器第四(si)次(ci)成(cheng)功飛越木(mu)(mu)星(xing)。此(ci)次(ci)“朱(zhu)諾(nuo)(nuo)號”探測(ce)(ce)器達到(dao)近(jin)木(mu)(mu)星(xing)點最近(jin)距離,該探測(ce)(ce)器距離木(mu)(mu)星(xing)頂端(duan)云層大約4300公里。朱(zhu)諾(nuo)(nuo)號探測(ce)(ce)器的(de)8個科學勘(kan)測(ce)(ce)設備和朱(zhu)諾(nuo)(nuo)相機在此(ci)次(ci)勘(kan)測(ce)(ce)中收集了大量數據,目前已傳送至地球。
2016年10月,抵(di)達(da)木星軌道的NASA朱(zhu)諾號(hao)探測(ce)器準備向低(di)軌道機(ji)動(dong)(dong)時出(chu)現了故(gu)障(zhang),軌道機(ji)動(dong)(dong)任(ren)務一(yi)直(zhi)被推遲,2017年2月18日NASA在(zai)評估各項(xiang)風險后,決定放棄讓朱(zhu)諾號(hao)探測(ce)器進入更低(di)的14日木星周期(qi)軌道,其將繼續維持目前的53日周期(qi)的科學軌道并進行更多科考任(ren)務。
2017年2月21日,美國(guo)國(guo)家航空航天局(NASA)宣布放棄人類里程(cheng)碑式的(de)木星探測器(qi)——“朱諾(nuo)”號,因(yin)為它已(yi)經在錯誤的(de)軌道上滯留了太久(jiu)時間,團隊不會(hui)再去尋找讓其進入更理想(xiang)軌道的(de)方(fang)式。
2022年(nian)9月29日,美國(guo)國(guo)家航空航天(tian)局(NASA)的(de)“朱諾”號木星(xing)探測器,在距離木星(xing)衛(wei)(wei)星(xing)木衛(wei)(wei)二“歐羅巴”上(shang)空352公里處掠過,為(wei)其拍(pai)攝了20年(nian)來最(zui)近距離的(de)照片。
“朱諾”由美(mei)國(guo)洛克希德·馬丁公司建造,宇航局(ju)下(xia)屬噴氣推進實驗室負(fu)責整個探測任務(wu)的運行。“朱諾”是(shi)美(mei)國(guo)宇航局(ju)“新(xin)疆(jiang)界(jie)”計劃實施(shi)的第二(er)個探測項(xiang)目。
“朱(zhu)諾(nuo)(nuo)”號(hao)探測器(qi)(qi)攜帶著3塊(kuai)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)板,每塊(kuai)寬2.7米(mi),長(chang)(chang)10米(mi),大小(xiao)相(xiang)當于拖拉機的(de)(de)(de)拖車(che)。升空后(hou)(hou)一個(ge)小(xiao)時內,3塊(kuai)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)板將慢(man)慢(man)展開(kai),這(zhe)讓“朱(zhu)諾(nuo)(nuo)”號(hao)看起(qi)來像一臺巨型的(de)(de)(de)風(feng)車(che),媒體形象地把這(zhe)3塊(kuai)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)板稱為(wei)(wei)“太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)翅膀”。2017年4月,也就是環繞木星軌(gui)道飛(fei)行(xing)9個(ge)月后(hou)(hou),“朱(zhu)諾(nuo)(nuo)”號(hao)將超過(guo)歐(ou)洲航天局的(de)(de)(de)“羅塞塔(ta)”號(hao)彗(hui)星探測器(qi)(qi),成(cheng)為(wei)(wei)單純依靠太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)動力飛(fei)行(xing)里(li)程(cheng)最長(chang)(chang)的(de)(de)(de)航天器(qi)(qi)。
“朱諾(nuo)”號(hao)(hao)太陽能(neng)(neng)(neng)板(ban)可(ke)提(ti)供14千瓦(wa)的(de)電(dian)力,但進入木(mu)星軌道(dao)后,提(ti)供的(de)電(dian)力僅為400瓦(wa),只能(neng)(neng)(neng)點亮少(shao)量電(dian)燈(deng)泡。因此,“朱諾(nuo)”號(hao)(hao)上(shang)的(de)科學儀器和機(ji)載計算機(ji)均高度(du)節能(neng)(neng)(neng),同(tong)時研究團(tuan)隊還為“朱諾(nuo)”號(hao)(hao)精心設計了環繞(rao)木(mu)星運行的(de)軌道(dao),使其盡可(ke)能(neng)(neng)(neng)多地(di)接(jie)收陽光(guang)。
“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)”上(shang)裝有9臺探(tan)(tan)測(ce)設備,包(bao)括(kuo)一部廣角彩色(se)攝像機,可以向地球發回(hui)彩色(se)圖像。當朱(zhu)(zhu)諾(nuo)號進(jin)入軌道后,紅(hong)外線及(ji)(ji)微波探(tan)(tan)測(ce)儀(yi)器(qi)將(jiang)會測(ce)量來自木(mu)星(xing)大氣層深處的(de)熱輻射源。這(zhe)些觀測(ce)將(jiang)會補充(chong)及(ji)(ji)證實先前對(dui)木(mu)星(xing)成分(fen)的(de)研究包(bao)括(kuo)探(tan)(tan)測(ce)水及(ji)(ji)氧的(de)分(fen)布。此外,這(zhe)也會幫助(zhu)了解木(mu)星(xing)的(de)起源。朱(zhu)(zhu)諾(nuo)號也會研究造成木(mu)星(xing)大氣層諸多形態(tai)及(ji)(ji)現象的(de)環流。同時,其(qi)他儀(yi)器(qi)會對(dui)木(mu)星(xing)的(de)引(yin)力場及(ji)(ji)兩極(ji)磁層的(de)數(shu)據進(jin)行采集。整個朱(zhu)(zhu)諾(nuo)號任務安排在2017年(nian)10月完畢屆(jie)時探(tan)(tan)測(ce)船將(jiang)已環繞木(mu)星(xing)33圈,最后會離開軌道并(bing)墮入木(mu)星(xing)中。
這(zhe)(zhe)種太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)板(ban)具有高(gao)效的(de)(de)(de)光能(neng)(neng)(neng)(neng)利用率,這(zhe)(zhe)也決(jue)定了其尺寸龐大(da):長(chang)度(du)達到8.9米(mi),寬度(du)2.7米(mi)。足(zu)以(yi)為五(wu)只標準燈(deng)泡提供電(dian)力,如果太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)板(ban)面對太(tai)陽的(de)(de)(de)角度(du)進(jin)行優化,最大(da)可產生12-14千瓦的(de)(de)(de)電(dian)力。由(you)于木(mu)星以(yi)及衛(wei)星附近(jin)具有強大(da)的(de)(de)(de)高(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)粒子場,輻(fu)射強度(du)超過除了太(tai)陽以(yi)外(wai)任何有人類探測器(qi)到達過的(de)(de)(de)地方,輻(fu)射帶由(you)木(mu)星赤道開始,穿過木(mu)衛(wei)二歐羅(luo)巴,向外(wai)拓展(zhan)650000公里所以(yi)包(bao)括太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)板(ban)在(zai)內的(de)(de)(de)各種外(wai)設和內設都要做好各種屏蔽(bi)輻(fu)射的(de)(de)(de)處理以(yi)承受(shou)強烈(lie)的(de)(de)(de)X射線的(de)(de)(de)照(zhao)射。
朱(zhu)諾還將(jiang)使用其通訊設備考察木星的(de)(de)重(zhong)力(li)場,這是(shi)其"重(zhong)力(li)科學實驗"項目的(de)(de)一部分。通過發射信(xin)號(hao)回地球并觀察其多普勒效應,科學家們將(jiang)能夠考察木星重(zhong)力(li)場對信(xin)號(hao)的(de)(de)影響。
作為公眾教育計劃的(de)(de)一部分(fen),朱(zhu)(zhu)諾(nuo)探測器還將攜帶(dai)3個(ge)樂(le)高玩偶一起飛向木星(xing)(xing),這三(san)個(ge)小(xiao)人(ren)分(fen)別是(shi)羅馬(ma)神(shen)話(hua)中的(de)(de)天神(shen)朱(zhu)(zhu)庇特(注(zhu):Jupiter,即(ji)英語中的(de)(de)木星(xing)(xing)),朱(zhu)(zhu)庇特的(de)(de)妻子朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(Juno,即(ji)探測器的(de)(de)名字),以及意大(da)(da)利著名天文學家伽(jia)利略,他對(dui)木星(xing)(xing)的(de)(de)觀測做出過重要的(de)(de)開創性貢獻,包括發現了(le)木星(xing)(xing)的(de)(de)4顆最大(da)(da)的(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing),它們現在被(bei)稱為"伽(jia)利略衛(wei)星(xing)(xing)"。
事(shi)實上,首顆(ke)圍繞木(mu)星(xing)(xing)運行的(de)探測(ce)器便被命名為"伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)號",除此(ci)之外,此(ci)次朱諾探測(ce)器還將攜帶一塊由意大(da)利(li)(li)航天局(ju)提供的(de)伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)箴(zhen)言銘牌,上面有伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)的(de)頭像,以及當年伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)觀測(ce)木(mu)星(xing)(xing)時紀(ji)錄的(de)筆記(ji)原文。
朱諾飛(fei)船攜帶的載(zai)荷(he)中(zhong)包括29臺(tai)(tai)感受器,它們將數據傳(chuan)輸給9臺(tai)(tai)載(zai)荷(he)。其中(zhong)的8臺(tai)(tai)科學(xue)載(zai)荷(he)——包括MAG,MWRz,重(zhong)力科學(xue),WAVES,JEDI,JADE,UVS以及JIRAM設(she)備被歸(gui)為(wei)科學(xue)載(zai)荷(he);最后(hou)一(yi)個JunoCam相機則主要(yao)是一(yi)臺(tai)(tai)用(yong)于教育和公眾宣傳(chuan)目(mu)的的載(zai)荷(he)。
由(you)于朱諾采用的是大(da)橢圓軌道,在(zai)其(qi)(qi)運行(xing)時有時候(hou)會距離木(mu)星很遠,有時候(hou)則會很近(jin),因此(ci)絕大(da)部分(fen)的科學(xue)探測(ce)任務將在(zai)軌道上(shang)最接近(jin)木(mu)星的大(da)約3個(ge)小(xiao)時內進(jin)行(xing),當然在(zai)軌道上(shang)其(qi)(qi)他位置時也會進(jin)行(xing)校準、一些遠距離觀(guan)測(ce)以及磁場(chang)探測(ce)等科學(xue)探測(ce)工(gong)作(zuo)。
早(zao)在1989年,美國已經發(fa)射過(guo)一(yi)枚“伽(jia)利(li)(li)略”號(hao)探測器(qi),它(ta)在1995年抵達木(mu)(mu)(mu)星(xing),開始圍繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)旋轉。為了(le)(le)研究木(mu)(mu)(mu)星(xing)大(da)氣(qi)(qi)構成,“伽(jia)利(li)(li)略”號(hao)探測器(qi)還向木(mu)(mu)(mu)星(xing)釋放(fang)了(le)(le)一(yi)顆(ke)大(da)氣(qi)(qi)探測器(qi)。這顆(ke)探測器(qi)“命(ming)(ming)運悲慘”,在進入(ru)木(mu)(mu)(mu)星(xing)大(da)氣(qi)(qi)一(yi)小時后(hou),就(jiu)在與木(mu)(mu)(mu)星(xing)大(da)氣(qi)(qi)劇烈(lie)的(de)摩擦和強(qiang)大(da)的(de)壓強(qiang)下被摧毀了(le)(le),科(ke)學(xue)家預(yu)測它(ta)可能直接(jie)被融化(hua)甚至蒸發(fa),徹底消(xiao)失(shi)在木(mu)(mu)(mu)星(xing)大(da)氣(qi)(qi)中。這也將是“朱諾”號(hao)最終的(de)命(ming)(ming)運。
雖然(ran)人類之前已經發射過“伽利略”號(hao)(hao)探(tan)測器(qi)對木星(xing)(xing)進(jin)行過近距離觀測,但是木星(xing)(xing)仍有磁(ci)(ci)場、大紅斑、核心成分等(deng)未解之謎。“朱諾”號(hao)(hao)此次(ci)將(jiang)攜帶磁(ci)(ci)強計、微波輻射計、高能粒子探(tan)測器(qi)等(deng)科學設備對木星(xing)(xing)進(jin)行觀測研究。
最后,已知木衛(wei)總數增加到79顆。其(qi)中木衛(wei)二表面存在水(shui),這令科學家懷疑木衛(wei)二上是否有原始生命形(xing)態存在。
今天,朱諾(nuo)號就將被木星(xing)(xing)的引力俘獲,成(cheng)為一顆(ke)極地軌道衛(wei)星(xing)(xing)。在(zai)為期大約一年的探測后,朱諾(nuo)號將墜入木星(xing)(xing)大氣(qi),完成(cheng)自己的使命(ming)。不過我們并不能(neng)實時看到圖(tu)像。之所以(yi)選擇這樣的宿命(ming),是(shi)因為科學家擔心(xin)朱諾(nuo)號可能(neng)污染(ran)存(cun)在(zai)原始生命(ming)的衛(wei)星(xing)(xing)。距(ju)離延(yan)時加上信號帶寬(kuan)太小,我們只能(neng)靜靜等待8月份傳回的圖(tu)像,那將是(shi)木星(xing)(xing)有史以(yi)來最清晰的“自拍照”。
數百年來人們一直(zhi)在嘗試對這顆星球進行研究(jiu),但關于這顆氣態巨行星,我們仍(reng)然有(you)很多基本的問題有(you)待解答(da)。
木星是(shi)如(ru)(ru)何(he)(he)形(xing)成的?木星大(da)氣中含有(you)多少水和氧(yang)氣?木星的內(nei)部結構(gou)究竟如(ru)(ru)何(he)(he)?木星的自轉更(geng)加符合剛體轉動,還是(shi)在(zai)(zai)內(nei)部不同深度(du)上存在(zai)(zai)不同速度(du)的自轉?木星擁(yong)有(you)固態(tai)內(nei)核(he)嗎(ma)?如(ru)(ru)果有(you),這個內(nei)核(he)有(you)多大(da)?木星強大(da)的磁(ci)場是(shi)如(ru)(ru)何(he)(he)形(xing)成的?木星云層(ceng)頂部所見的很多大(da)氣結構(gou)向下延伸多多深,它(ta)與(yu)木星大(da)氣深部運動之間有(you)何(he)(he)關聯?木星極(ji)光產生的機制是(shi)什么?
巨(ju)大星球厚厚的(de)(de)云層和(he)劇(ju)烈的(de)(de)風暴下方,依舊隱藏著(zhu)許(xu)(xu)許(xu)(xu)多(duo)多(duo)有關這(zhe)顆(ke)巨(ju)大行(xing)星的(de)(de)身世,以及整個太陽系形成歷(li)史的(de)(de)未解之謎(mi),這(zhe)些讓人類困(kun)惑的(de)(de)問題,朱諾(nuo)將一一講給我(wo)們。
近日,NASA木(mu)星探(tan)測(ce)器“朱諾(nuo)號(hao)”拍攝的(de)木(mu)星照片(pian)。美(mei)國宇(yu)航局公(gong)布(bu)木(mu)星北極(ji)與其(qi)南部極(ji)光的(de)第(di)一批珍貴高清照片(pian)。這是(shi)人類有(you)史以來(lai)看到的(de)最(zui)清晰的(de)木(mu)星特寫照,由木(mu)星探(tan)測(ce)器“朱諾(nuo)號(hao)”首次(ci)從最(zui)近距離飛掠木(mu)星時拍攝。
“朱諾(nuo)”號(hao)將環(huan)繞木星(xing)運行20個月,收集有關(guan)該行星(xing)核(he)心(xin)的數(shu)(shu)據,描繪其磁場,并測量大(da)氣中水(shui)和氨的含量。另外,“朱諾(nuo)”號(hao)還會觀察木星(xing)表面著名的大(da)紅斑,一個持續(xu)了(le)數(shu)(shu)百年的風(feng)暴,從(cong)而(er)揭示其深層的秘密(mi)。
7月5日,美國(guo)(guo)“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)探(tan)(tan)測器(qi)成(cheng)功(gong)(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao),成(cheng)為(wei)迄(qi)今人類距離木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)近的(de)(de)(de)(de)(de)航(hang)天(tian)(tian)(tian)器(qi)。在(zai)(zai)它之前,“先驅者(zhe)10”號(hao)(hao)(hao)、“先驅者(zhe)11”號(hao)(hao)(hao)、“尤(you)利西斯(si)”號(hao)(hao)(hao)、“伽利略”號(hao)(hao)(hao)等(deng)8個(ge)(ge)(ge)(ge)探(tan)(tan)測器(qi)都曾造(zao)訪木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)。是(shi)什么吸(xi)引數(shu)量(liang)眾多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)探(tan)(tan)測器(qi)“前赴后(hou)(hou)繼(ji)”?這次探(tan)(tan)測任務都有哪(na)些看點(dian)?據(ju)“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)項(xiang)目(mu)首席研究(jiu)員斯(si)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)特(te)·博(bo)(bo)爾(er)頓介(jie)紹,“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)此次進(jin)(jin)(jin)(jin)入的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)53.5天(tian)(tian)(tian)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)軌道(dao)(dao)(dao),而不是(shi)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)考察(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)14天(tian)(tian)(tian)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)軌道(dao)(dao)(dao)。“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)要(yao)先在(zai)(zai)這個(ge)(ge)(ge)(ge)軌道(dao)(dao)(dao)圍(wei)(wei)繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)2圈,10月19日左右(you)再次點(dian)燃(ran)主(zhu)引擎,進(jin)(jin)(jin)(jin)入14天(tian)(tian)(tian)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)考察(cha)(cha)軌道(dao)(dao)(dao)。在(zai)(zai)未來20個(ge)(ge)(ge)(ge)月的(de)(de)(de)(de)(de)時間里,“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)將(jiang)圍(wei)(wei)繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)37圈,用搭(da)載的(de)(de)(de)(de)(de)9臺(tai)(tai)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)載荷儀器(qi)對(dui)(dui)(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)測。“通(tong)過(guo)‘朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)’,我們(men)可(ke)以(yi)調查(cha)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)帶,可(ke)以(yi)深入了解這顆行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部,還可(ke)以(yi)了解木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)如(ru)何(he)誕生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de),以(yi)及整個(ge)(ge)(ge)(ge)太陽(yang)(yang)系是(shi)如(ru)何(he)演化的(de)(de)(de)(de)(de)。”美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)(tian)(tian)局局長查(cha)爾(er)斯(si)·博(bo)(bo)爾(er)登(deng)在(zai)(zai)宣布“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)成(cheng)功(gong)(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)聲明中說。“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)上的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力探(tan)(tan)測器(qi)將(jiang)幫助科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家探(tan)(tan)查(cha)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結構;磁(ci)強(qiang)(qiang)(qiang)計(ji)能(neng)繪制出木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)場(chang)詳細的(de)(de)(de)(de)(de)立體(ti)結構圖,探(tan)(tan)尋木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)時速高達(da)618公里大風的(de)(de)(de)(de)(de)肆(si)虐(nve)之源;微波輻射(she)計(ji)能(neng)穿透(tou)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)云層,深入其內(nei)(nei)部,分(fen)析木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)氣體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)和(he)(he)運(yun)動(dong)(dong)情況。科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家們(men)相信,“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)收集到的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)可(ke)能(neng)會使(shi)人們(men)對(dui)(dui)(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)、對(dui)(dui)(dui)太陽(yang)(yang)、對(dui)(dui)(dui)生(sheng)命本身的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)(li)解等(deng)產生(sheng)飛(fei)躍性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化。在(zai)(zai)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)意義之外(wai),中國(guo)(guo)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)院國(guo)(guo)家天(tian)(tian)(tian)文(wen)臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)專家鄭永(yong)春(chun)還很關注項(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程難度。對(dui)(dui)(dui)于“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)來說,去一(yi)(yi)趟(tang)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)并不容易。先要(yao)克服地球重(zhong)力,飛(fei)離地球后(hou)(hou)還得克服太陽(yang)(yang)引力。靠近木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)后(hou)(hou),需要(yao)通(tong)過(guo)點(dian)燃(ran)主(zhu)發動(dong)(dong)機(ji)進(jin)(jin)(jin)(jin)而被木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)引力捕(bu)獲減速,才能(neng)進(jin)(jin)(jin)(jin)入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao)。在(zai)(zai)繞(rao)著木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)時,必須小心(xin)避(bi)免木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)輻射(she)和(he)(he)碎片區(qu)(qu)。在(zai)(zai)太空(kong)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)59個(ge)(ge)(ge)(ge)月,跨越(yue)了27億公里后(hou)(hou),“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)成(cheng)功(gong)(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao)。為(wei)了確保“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)能(neng)順利進(jin)(jin)(jin)(jin)入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)(dao),美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)(tian)(tian)局提前關閉與進(jin)(jin)(jin)(jin)入軌道(dao)(dao)(dao)無關的(de)(de)(de)(de)(de)所(suo)有設(she)備,并讓探(tan)(tan)測器(qi)執行(xing)(xing)(xing)了35分(fen)鐘的(de)(de)(de)(de)(de)入軌動(dong)(dong)作。為(wei)了應對(dui)(dui)(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)惡(e)劣的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)環境,科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)家為(wei)“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)量(liang)身打(da)造(zao)了一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)重(zhong)達(da)180公斤的(de)(de)(de)(de)(de)“鈦裝甲護盾”,還對(dui)(dui)(dui)探(tan)(tan)測器(qi)上的(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)器(qi)和(he)(he)電路(lu)經(jing)(jing)過(guo)特(te)殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)防輻射(she)處理(li)(li),并使(shi)探(tan)(tan)測器(qi)環繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)以(yi)避(bi)開輻射(she)強(qiang)(qiang)(qiang)度最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)(qu)域(yu)。美國(guo)(guo)宇航(hang)局已經(jing)(jing)批準對(dui)(dui)(dui)“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)運(yun)行(xing)(xing)(xing)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)更(geng)新,更(geng)新將(jiang)持(chi)續到2021年7月。這將(jiang)使(shi)“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)號(hao)(hao)(hao)”在(zai)(zai)圍(wei)(wei)繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)上再多(duo)停留41個(ge)(ge)(ge)(ge)月,使(shi)其能(neng)夠實現主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)目(mu)標(biao)。
木星上有(you)各種深色的(de)條帶,它們(men)(men)實際(ji)上是大(da)氣(qi)內的(de)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)。由于(yu)可見光無(wu)法(fa)穿透(tou)這些(xie)(xie)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)。我們(men)(men)之(zhi)前沒法(fa)弄清楚在云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)下方發生了(le)什么。然而朱諾號(hao)攜帶了(le)多種微波設備,能夠(gou)分別(bie)探查云(yun)(yun)內不同(tong)高度層(ceng)(ceng)面上的(de)情況。如(ru)果(guo)我們(men)(men)最后(hou)將(jiang)所有(you)的(de)結果(guo)拼在一(yi)起,這些(xie)(xie)儀(yi)器就(jiu)能幫我們(men)(men)有(you)效地逐層(ceng)(ceng)剝開云(yun)(yun)層(ceng)(ceng),如(ru)同(tong)剝洋蔥那樣告訴我們(men)(men)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)內部(bu)的(de)情況。基于(yu)微波數據,藝術家做出(chu)了(le)想象圖,圖上為(wei)我們(men)(men)揭露了(le)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)的(de)一(yi)個鮮明的(de)特征:有(you)些(xie)(xie)條紋(wen)直到云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)深處依然可見。
Bolton在天文學會上(shang)的(de)(de)一次(ci)演講中提到(dao),8月(yue)27日對極(ji)光(guang)的(de)(de)測(ce)量(liang)結(jie)果中沒有一項同我們(men)(men)的(de)(de)預期相符。探測(ce)器在飛(fei)越極(ji)光(guang)的(de)(de)過(guo)程中打開了多(duo)種探測(ce)器,但(dan)大家期待的(de)(de)東(dong)西沒有出(chu)(chu)現,而大家沒有想到(dao)的(de)(de)卻來了。Bolton表示(shi),他們(men)(men)正在整理(li)數據。顯然我們(men)(men)得搞清楚木(mu)星(xing)極(ji)光(guang)這(zhe)個復(fu)雜的(de)(de)系統。除此之外,在朱諾號加速向(xiang)木(mu)星(xing)飛(fei)去的(de)(de)過(guo)程中,行星(xing)磁場的(de)(de)測(ce)量(liang)讀數一直與(yu)行星(xing)模型的(de)(de)預測(ce)吻合(he)的(de)(de)很好。但(dan)是在探測(ce)器將要抵(di)達(da)近木(mu)點(dian)的(de)(de)最后幾分鐘里,讀數一下子與(yu)預測(ce)值(zhi)出(chu)(chu)現了巨大的(de)(de)差異,顯示(shi)實際磁場比預期的(de)(de)要強得多(duo)。
Bolton表示,這(zhe)(zhe)意(yi)味(wei)著(zhu)木(mu)星(xing)內(nei)(nei)部磁(ci)場(chang)遠(yuan)比我(wo)們(men)想(xiang)象的要復雜(za)。當然了,Bolton也強調,此前從未有探(tan)測(ce)器來到過如此接近木(mu)星(xing)的地方,而朱諾(nuo)號的任(ren)務就是收(shou)集數據來測(ce)試這(zhe)(zhe)些模(mo)型(xing)。更(geng)(geng)多(duo)的驚喜(xi)則(ze)來自(zi)對木(mu)星(xing)重力(li)場(chang)的先(xian)導(dao)測(ce)量。Bolton表示,先(xian)前構建(jian)了行(xing)星(xing)內(nei)(nei)部重力(li)場(chang)模(mo)型(xing)的朱諾(nuo)號團隊成(cheng)員已經準(zhun)備(bei)好根據新收(shou)集到的數據重做(zuo)模(mo)型(xing)了。行(xing)星(xing)內(nei)(nei)部的重力(li)場(chang)守護(hu)著(zhu)許多(duo)秘密,解(jie)開這(zhe)(zhe)些秘密將幫助我(wo)們(men)更(geng)(geng)好地了解(jie)木(mu)星(xing)。
最遠(yuan)的太陽能(neng)宇宙飛船(chuan):“朱(zhu)諾號”飛行距離超過了(le)由(you)歐洲(zhou)航天局羅塞塔于(yu)2012年(nian)10月(yue)創造的7.91億公里距離。
運行(xing)速度(du)最快的(de)宇宙飛船:朱諾(nuo)號的(de)第二(er)個(ge)紀錄創造于2016年7月4日(ri),那時(shi)它受到(dao)(dao)了(le)來自(zi)木(mu)星的(de)巨大引力。這(zhe)個(ge)氣態巨行(xing)星的(de)巨大引力能夠讓正在移動(dong)的(de)探(tan)測器(qi)速度(du)達到(dao)(dao)每(mei)小(xiao)時(shi)26.5萬公(gong)里,這(zhe)使得“朱諾(nuo)號”成(cheng)為運行(xing)速度(du)最快的(de)宇宙飛船。
依靠太陽能(neng)提供能(neng)源(yuan)航(hang)行(xing)最遠(yuan)的(de)探測(ce)器:美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天局(ju)的(de)太空探測(ce)器“朱諾號”繞木(mu)星運行(xing)時,它已(yi)遠(yuan)離(li)太陽達8.1662億(yi)千米。(吉尼(ni)斯世界紀(ji)錄)