我们不得不承认|拨云见“木”吧,“朱诺号”!( 二 )


三头六臂窥探木星
在成功完成一系列的变轨之后 , “朱诺号”将于今年11月开展预定的探测考察任务 , 其主要使命是了解木星的起源、形成和演化过程 。
在众多先进设备和成熟技术的帮助下 , “朱诺号”将近距离观测木星云层的顶端 , 并探测木星云层下方的情况 , 对木星两极的极光、引力场、磁场、大气结构和成分进行探测 , 同时观察它的内部结构、大气与磁场各方之间的相互关联 。 通过这些研究 , 科学家将加深对木星形成与演化的理解 , 并在此基础上进一步了解整个太阳系诞生的过程和机制 。
为了实现相关目标 , 承担着重要科学观测任务的“朱诺号”采取木星极轨道飞行 , 高度很低 , 最近时距离木星云层顶部仅4100千米 , 每11天围绕木星运行一周 。 这样的轨道设计出于两方面的考虑:一是能使探测器飞得非常低 , 以获取精确的引力场测量数据;二是可以避免探测器进入危险性最高的辐射区域 , 从而最大限度保护它的安全 。
此外 , 由于受到太阳风的影响 , 木星上有非常强烈的辐射带 , 其分布与地球上空的范艾伦辐射带类似 , 但强度却要高得多 。 范艾伦辐射带由地球磁场俘获的带电粒子构成 , 形成两个环绕地球的同心环 。 辐射带会因为太阳风暴和其他空间天气事件而膨胀 , 常常会对卫星通讯、GPS卫星以及宇航员构成严重威胁 。 因此 , “朱诺号”需要“头顶”1厘米厚的钛合金保护层 , 才能保证电子元器件仪器的正常工作 。
在7月5日进入木星轨道后 , “朱诺号”搭载的“JunoCam”彩色可见光相机就开始工作并传回数据 。 7月11日 , 它在距离木星约430万千米的位置拍下了木星的第一张照片 , 其中包括木星的大气层特征、大红斑和三颗最大的卫星——木卫一、木卫二和木卫三 。 然而由于距离延时加上信号带宽太小 , 研究人员那时还只能在这张照片上看见木星的“迷之侧脸” 。
想要真正分享这颗大型气体行星有史以来最清晰的高解析度图片 , 还需要耐心等待几周时间 。 不过美国西南研究院首席研究员斯科特·博尔顿却非常乐观:“‘JunoCam’成功经受住了木星极端辐射环境的考验 , 它已经准备好拍摄木星 , 我们迫不及待地想看到木星两极的第一张图像 。 ”
作为“朱诺号”的眼睛 , “JunoCam”专为拍摄木星两极和云层顶端的壮观景象而设计 。 它将提供一个更宽广的视角 , 为“朱诺号”上的其他科研仪器提供素材 。
注定早逝的悲剧英雄
按照计划 , “朱诺号”将围绕木星飞行37圈 , 其中有32圈极为关键:首先需要用8圈实现对木星表面每隔48°经度的8个窄条的观测 , 接着再用8圈将观测区域间隔缩小至24° , 最后再用16圈将其缩小到12° 。
虽然环绕一圈科学轨道要约两周时间 , 但“朱诺号”只有在最接近木星的6~8个小时里才能有效地开展科学观测 。 不过这32圈科学轨道编织的“鸟笼” , 足以把整个木星表面纳入囊中 。 到2018年2月20日 , “朱诺号”将完成自己光荣而神圣的使命 。 由于携带有剧毒燃料 , 以及地球上的微生物和细菌 , 科学家担心它可能会污染木星几颗卫星上的环境 , 而在那些冰卫星上又可能存在着微生物形态的生命 , 出于“行星保护原则” , 因此“朱诺号”最终的命运就是主动受控坠入木星大气层焚毁 。
我们不得不承认|拨云见“木”吧,“朱诺号”!
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当然 , “朱诺号”也不必过于伤心 。 早在1989年 , 美国就已经发射过一个“伽利略号”(Galileo)探测器 。 它在1995年抵达木星 , 开始围绕木星旋转 , 并向其释放了一颗大气探测器 , 以研究木星大气的构成 。 不料在进入木星大气层1个小时后 , “伽利略号”就与大气发生了严重摩擦 , 最终被强大压强摧毁 。 科学家估测 , 这颗大气探测器极有可能直接被融化甚至蒸发 , 彻底消失在木星大气中 。 与之相比 , “朱诺号”显然要幸运得多 。