朱諾號(hao)木星探測器(qi)(qi)是美(mei)國宇航局“新(xin)(xin)疆界計劃(hua)”實施的第(di)二個探測項(xiang)(xiang)目(mu)(第(di)一個項(xiang)(xiang)目(mu)是已于2006年發(fa)射的新(xin)(xin)地平線號(hao)探測器(qi)(qi))。“朱諾”由美(mei)國洛(luo)克希德·馬丁公(gong)司建(jian)造,宇航局下(xia)屬噴氣推進實驗(yan)室負責整個探測任(ren)務(wu)的運行。
朱諾號木星探測(ce)器是美國宇航局“新疆界計(ji)劃(hua)”實(shi)施的第二個探測(ce)項目(第一個項目是已于2006年發射的新地(di)平線號探測(ce)器)。“朱諾”由(you)美國洛克希德·馬丁公司建造,宇航局下屬(shu)噴氣(qi)推進實(shi)驗室負責整(zheng)個探測(ce)任(ren)務的運行。
2011年(nian)8月5日12時25分,朱諾號(hao)木(mu)星(xing)探測器(qi)從(cong)美國佛羅里達州卡納維拉爾角點火升空,開(kai)始踏上遠征(zheng)木(mu)星(xing)之旅。
2016年1月13日下(xia)午2點(dian)(北京時間1月14日凌晨3點(dian)),美國朱諾號打(da)破依靠太陽能提供(gong)能源(yuan)的探測(ce)器最遠航行記錄,當時它(ta)距離太陽約7.93億千米,相比較地球到(dao)太陽的距離只有約1.5億千米。
北京(jing)時(shi)間(jian)2016年7月(yue)5日中午,美國宇航局(ju)召開新聞(wen)發布會,宣布已(yi)在太空(kong)飛(fei)行(xing)4年11個月(yue)的“朱(zhu)諾”號成功(gong)進(jin)入(ru)木(mu)星(xing)軌(gui)道(dao),這(zhe)是自2003年“伽(jia)利略”號結束木(mu)星(xing)探(tan)測(ce)任務以(yi)后,13年來首顆(ke)繞木(mu)星(xing)工作(zuo)的探(tan)測(ce)器。
朱(zhu)諾號攜帶的(de)科學(xue)儀器套件將:
確定氫氧(yang)比例(li),有(you)效的測量木(mu)星上水的豐度(du),這將有(you)助于厘清(qing)現行理論中(zhong)有(you)關氣體巨星的木(mu)星是在太陽系的何處(chu)形成(cheng)。
獲得(de)更好(hao)的(de)木星核心(xin)質(zhi)量評估(gu),也將有助于(yu)厘清氣體巨星于(yu)太陽系何處形(xing)成的(de)現行(xing)理論。
精確(que)的繪制木星(xing)引(yin)力場圖,以確(que)定(ding)木星(xing)內部的質量分布,包括其結構和動(dong)態等屬性。
精確測繪木星的磁場(chang),評估其起源(yuan)和結構場(chang),以及(ji)在木星的多深處創造出磁場(chang)。這(zhe)個實驗(yan)也將(jiang)有助于科(ke)學家了(le)解(jie)基本物理學的發電機原理。
測繪大氣(qi)成(cheng)分(fen)、溫度、結(jie)構(gou)、云的不透明度和(he)動力學變(bian)化,在所有(you)的緯度上達(da)到壓力超過100帕(10MPa;1,450磅(bang)/平方英(ying)寸)。
探(tan)索木星極(ji)地(di)的(de)磁層和(he)極(ji)光的(de)三維結構和(he)特征。
測量由(you)木(mu)星(xing)的(de)(de)角(jiao)動(dong)量造(zao)成的(de)(de)參考系(xi)拖曳,也稱(cheng)為冷澤(ze)-提爾苓進動(dong),和可能的(de)(de)廣義相對論(lun)效應與(yu)木(mu)星(xing)自轉連接的(de)(de)一個新測試。
探(tan)測器的(de)(de)名字“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾”是(shi)羅馬神話中天神朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)庇特的(de)(de)妻子。朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)庇特施展法力用(yong)云霧(wu)遮住自己,但是(shi)朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾卻能看(kan)透這(zhe)些云霧(wu),了解朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)庇特的(de)(de)真面目,因此探(tan)測器取這(zhe)個名字也是(shi)借用(yong)其寓意(yi),希(xi)望它能解開(kai)這(zhe)顆云遮霧(wu)繞的(de)(de)氣(qi)態巨(ju)行星隱藏的(de)(de)秘密(mi)。
朱(zhu)諾(nuo)號木星探測器總巡航距離超(chao)過7億1600萬公里,速度將(jiang)超(chao)過165000英里每小(xiao)時(約264000km/h)。在(zai)一個(ge)地球年的時間里,它(ta)會環(huan)繞木星33次。
2011年8月5日升空之后(hou),朱諾號的(de)巡航路線會先從地球進行重力(li)助推,在兩年后(hou)(2013年10月)再會合(he)地球。
“朱諾”在(zai)2011年(nian)(nian)8月(yue)(yue)5日12時(shi)25分發射(she),“因為地球(qiu)和木(mu)(mu)星(xing)(xing)必須處于(yu)適當(dang)的(de)(de)位置,這(zhe)樣(yang)才能使“朱諾”到(dao)達目的(de)(de)地。探(tan)測(ce)(ce)器(qi)將于(yu)2013年(nian)(nian)10月(yue)(yue)利(li)用(yong)(yong)地球(qiu)引力飛(fei)(fei)(fei)往木(mu)(mu)星(xing)(xing),預計2016年(nian)(nian)到(dao)達木(mu)(mu)星(xing)(xing)軌道(dao),調查木(mu)(mu)星(xing)(xing)上(shang)冰巖芯(xin)是否(fou)存在(zai);確定木(mu)(mu)星(xing)(xing)上(shang)水(shui)的(de)(de)含(han)量(liang);大(da)(da)氣中(zhong)氨的(de)(de)含(han)量(liang);研究木(mu)(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)氣對(dui)流情況以及(ji)探(tan)討(tao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)磁場(chang)(chang)起源和極地磁層任務計劃于(yu)2017年(nian)(nian)10月(yue)(yue)結(jie)束(shu)。探(tan)測(ce)(ce)木(mu)(mu)星(xing)(xing)期間,探(tan)測(ce)(ce)器(qi)將在(zai)那里(li)遭(zao)受到(dao)強烈宇宙射(she)線的(de)(de)照(zhao)射(she),強度超過(guo)太(tai)陽(yang)系內除了太(tai)陽(yang)以外任何有探(tan)測(ce)(ce)器(qi)造訪過(guo)的(de)(de)地方。按照(zhao)計劃,朱諾號抵達木(mu)(mu)星(xing)(xing),它將圍繞這(zhe)顆氣態巨行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)軌道(dao)運(yun)轉一年(nian)(nian)時(shi)間,任務期間一共(gong)圍繞木(mu)(mu)星(xing)(xing)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)33圈,采用(yong)(yong)極軌軌道(dao)在(zai)北極到(dao)南極之間繞轉飛(fei)(fei)(fei)行(xing)。這(zhe)艘飛(fei)(fei)(fei)船上(shang)一共(gong)搭載(zai)了8臺載(zai)荷設備,用(yong)(yong)于(yu)考察木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)大(da)(da)氣層,引力場(chang)(chang)以及(ji)磁場(chang)(chang)。
2015年(nian)(nian)7月,美國(guo)宇航(hang)局發布了(le)一則消息,已經在(zai)行星際空間中(zhong)飛行四年(nian)(nian)的“朱諾(nuo)”號探測器(qi)預計(ji)在(zai)2016年(nian)(nian)7月4日抵達木星。
2016年(nian),它將會進(jin)行切入軌道點火,將速度減(jian)慢后進(jin)入周期(qi)為11天的(de)極軌道。
2016年1月13日下午2點(北京時間1月14日凌晨3點),美國朱諾號打破依(yi)靠太陽(yang)能提(ti)供(gong)能源的(de)探測器最遠航行記錄(lu),當(dang)時它距離(li)太陽(yang)約7.93億(yi)千(qian)米,相(xiang)比(bi)較地球到太陽(yang)的(de)距離(li)只有約1.5億(yi)千(qian)米。
美國(guo)國(guo)家航空(kong)航天局(NASA)發布消息(xi)稱,朱諾號木星探測器將于美國(guo)東部時間(jian)2016年7月4日晚進入(ru)木星軌(gui)道,結(jie)束其將近5年的長途旅行。
北(bei)京時間(jian)2016年7月5日,美國(guo)宇航局“朱諾(nuo)”號(hao)(hao)探(tan)測(ce)器成功(gong)進入環繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)軌道,將(jiang)展開探(tan)尋(xun)木(mu)(mu)星(xing)起(qi)源(yuan)的任務。“朱諾(nuo)”號(hao)(hao)將(jiang)環繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)運行(xing)20個(ge)月,收集有關該(gai)行(xing)星(xing)核心的數據,描繪其(qi)磁場(chang),并(bing)測(ce)量大氣中水和氨的含(han)量。另外(wai),“朱諾(nuo)”號(hao)(hao)還會觀察木(mu)(mu)星(xing)表面(mian)著名的大紅斑,一(yi)個(ge)持續了數百年的風暴(bao),從(cong)而(er)揭示其(qi)深層的秘密(mi)。
北京時(shi)間(jian)8月27日20時(shi)51分,美國“朱諾”號探(tan)測器到達(da)木星(xing)云層上方4200公里處近木點,以(yi)20.8萬(wan)公里/小時(shi)的(de)繞行速(su)度,捕獲有史以(yi)來分辨率最高的(de)木星(xing)巨(ju)型云層圖(tu)像。
目前朱諾(nuo)號每53天環繞(rao)木星一圈。它原計(ji)劃在10月19日(ri)啟動(dong)發動(dong)機進(jin)行(xing)變軌,以使軌道周期減少(shao)到每14天環繞(rao)木星一圈。但由于發動(dong)機閥門出現了問題,朱諾(nuo)號團(tuan)(tuan)隊(dui)將推遲發動(dong)機點火(huo)直(zhi)到這個問題被(bei)修復(fu)。任務團(tuan)(tuan)隊(dui)將輔(fu)助推進(jin)器點火(huo)31分鐘(zhong),微(wei)調了探(tan)測器的飛行(xing)速度。同日(ri)因軟件性能問題引(yin)起計(ji)算機重啟,導致探(tan)測器進(jin)入到保護性“安全模式”。經任務團(tuan)(tuan)隊(dui)“會診”修復(fu),短暫“卡殼”的“朱諾(nuo)”號恢復(fu)了工作(zuo),并將完成12月11日(ri)的近木點飛掠任務。
2017年2月2日(ri),美(mei)國(guo)宇航(hang)局“朱諾(nuo)號(hao)”探測(ce)器(qi)(qi)第四次成功飛越木星(xing)(xing)。此次“朱諾(nuo)號(hao)”探測(ce)器(qi)(qi)達到近(jin)木星(xing)(xing)點最近(jin)距離(li),該探測(ce)器(qi)(qi)距離(li)木星(xing)(xing)頂端(duan)云層大約(yue)4300公里。朱諾(nuo)號(hao)探測(ce)器(qi)(qi)的8個(ge)科學勘(kan)測(ce)設備和朱諾(nuo)相機在此次勘(kan)測(ce)中收集了大量數(shu)據(ju),目前已傳送至地球。
2016年10月(yue),抵達(da)木(mu)星軌(gui)道(dao)(dao)(dao)的NASA朱諾號探測器(qi)準(zhun)備向(xiang)低軌(gui)道(dao)(dao)(dao)機動時出現(xian)了故障,軌(gui)道(dao)(dao)(dao)機動任務(wu)一直(zhi)被推遲,2017年2月(yue)18日(ri)NASA在評估各項風(feng)險后,決定放棄讓朱諾號探測器(qi)進(jin)入更(geng)低的14日(ri)木(mu)星周(zhou)期(qi)軌(gui)道(dao)(dao)(dao),其(qi)將繼續維持目前的53日(ri)周(zhou)期(qi)的科學軌(gui)道(dao)(dao)(dao)并進(jin)行更(geng)多科考任務(wu)。
2017年2月21日,美國國家航空航天局(NASA)宣布(bu)放(fang)棄人類里程碑式的(de)木星探測(ce)器——“朱諾”號(hao),因為它已經在錯誤的(de)軌道上(shang)滯留了(le)太久時間(jian),團隊不會再去尋找讓其進入更理想(xiang)軌道的(de)方式。
2022年(nian)9月29日(ri),美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航空(kong)航天局(ju)(NASA)的“朱諾”號木星探測器,在距(ju)離木星衛星木衛二“歐羅巴(ba)”上(shang)空(kong)352公里處(chu)掠過(guo),為其拍攝了20年(nian)來最近距(ju)離的照片。
“朱(zhu)諾”由美(mei)國洛克希德·馬丁公司建造,宇航局(ju)下屬噴氣推進實驗室負(fu)責整(zheng)個探測(ce)任務的(de)(de)運行(xing)。“朱(zhu)諾”是美(mei)國宇航局(ju)“新疆界”計劃實施的(de)(de)第二個探測(ce)項目(mu)。
“朱諾”號(hao)探(tan)測器攜帶著3塊太陽(yang)能(neng)(neng)板,每塊寬2.7米(mi),長(chang)(chang)10米(mi),大(da)小相當于(yu)拖(tuo)(tuo)拉機的(de)(de)拖(tuo)(tuo)車。升(sheng)空后一個(ge)小時內(nei),3塊太陽(yang)能(neng)(neng)板將(jiang)慢(man)慢(man)展開(kai),這讓“朱諾”號(hao)看起來像一臺(tai)巨型(xing)的(de)(de)風(feng)車,媒體形象地(di)把這3塊太陽(yang)能(neng)(neng)板稱為(wei)(wei)“太陽(yang)能(neng)(neng)翅膀(bang)”。2017年4月(yue),也(ye)就是環繞木(mu)星軌(gui)道飛(fei)行9個(ge)月(yue)后,“朱諾”號(hao)將(jiang)超(chao)過歐洲航(hang)天局的(de)(de)“羅塞(sai)塔”號(hao)彗星探(tan)測器,成為(wei)(wei)單純(chun)依靠太陽(yang)能(neng)(neng)動(dong)力飛(fei)行里(li)程最長(chang)(chang)的(de)(de)航(hang)天器。
“朱諾(nuo)”號(hao)太陽能(neng)(neng)板可提供(gong)14千瓦的電(dian)(dian)力(li),但進入木星(xing)軌道(dao)后,提供(gong)的電(dian)(dian)力(li)僅為400瓦,只能(neng)(neng)點亮少(shao)量(liang)電(dian)(dian)燈泡。因此,“朱諾(nuo)”號(hao)上的科學儀(yi)器(qi)和機載計(ji)算機均高度節能(neng)(neng),同時研(yan)究團隊還為“朱諾(nuo)”號(hao)精心(xin)設計(ji)了環繞木星(xing)運行的軌道(dao),使其(qi)盡可能(neng)(neng)多(duo)地接收陽光。
“朱(zhu)(zhu)諾(nuo)”上裝(zhuang)有9臺(tai)探(tan)測設備(bei),包括一部廣角(jiao)彩色攝像機,可以向地球發回彩色圖像。當(dang)朱(zhu)(zhu)諾(nuo)號(hao)進入軌道(dao)后,紅外線及(ji)微(wei)波(bo)探(tan)測儀器(qi)將(jiang)會測量來自木星(xing)大氣(qi)層(ceng)深處的(de)(de)熱(re)輻射源。這些觀測將(jiang)會補充及(ji)證(zheng)實先前對(dui)木星(xing)成分(fen)的(de)(de)研究(jiu)包括探(tan)測水及(ji)氧(yang)的(de)(de)分(fen)布。此外,這也會幫助(zhu)了解木星(xing)的(de)(de)起(qi)源。朱(zhu)(zhu)諾(nuo)號(hao)也會研究(jiu)造成木星(xing)大氣(qi)層(ceng)諸多形態及(ji)現象的(de)(de)環流。同時,其他儀器(qi)會對(dui)木星(xing)的(de)(de)引(yin)力場及(ji)兩(liang)極磁層(ceng)的(de)(de)數據進行采集。整個(ge)朱(zhu)(zhu)諾(nuo)號(hao)任務安排在2017年10月完畢屆(jie)時探(tan)測船將(jiang)已環繞(rao)木星(xing)33圈,最后會離開軌道(dao)并(bing)墮入木星(xing)中。
這種太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)(chi)板(ban)具(ju)有(you)高效的光(guang)能(neng)利用率(lv),這也(ye)決定了其(qi)尺寸(cun)龐(pang)大:長度達到8.9米(mi),寬度2.7米(mi)。足以(yi)(yi)為(wei)五只標準燈泡提(ti)供電力,如(ru)果太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)(chi)板(ban)面對太陽(yang)(yang)的角(jiao)度進行優(you)化,最(zui)大可產生12-14千瓦的電力。由于木星(xing)以(yi)(yi)及衛(wei)(wei)星(xing)附近具(ju)有(you)強(qiang)大的高能(neng)粒子場(chang),輻射(she)強(qiang)度超(chao)過(guo)(guo)除了太陽(yang)(yang)以(yi)(yi)外(wai)任何有(you)人類探測器到達過(guo)(guo)的地(di)方,輻射(she)帶(dai)由木星(xing)赤道開始,穿過(guo)(guo)木衛(wei)(wei)二歐羅巴(ba),向外(wai)拓展(zhan)650000公里所(suo)以(yi)(yi)包(bao)括(kuo)太陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)(chi)板(ban)在(zai)內的各(ge)種外(wai)設和內設都要做(zuo)好各(ge)種屏蔽輻射(she)的處理以(yi)(yi)承受強(qiang)烈的X射(she)線的照(zhao)射(she)。
朱諾還將使用(yong)其通訊設備考察(cha)木星的(de)重力場,這是其"重力科學實(shi)驗(yan)"項(xiang)目的(de)一部分。通過(guo)發射信號回地球并觀察(cha)其多普勒效應,科學家(jia)們將能夠(gou)考察(cha)木星重力場對信號的(de)影響。
作為公眾教育計劃的(de)一部分,朱諾探(tan)測(ce)器還將攜帶3個樂高玩偶一起(qi)飛向木(mu)星(xing)(xing),這三個小人分別(bie)是羅(luo)馬神(shen)話中(zhong)的(de)天(tian)神(shen)朱庇特(te)(注:Jupiter,即(ji)英語中(zhong)的(de)木(mu)星(xing)(xing)),朱庇特(te)的(de)妻(qi)子朱諾(Juno,即(ji)探(tan)測(ce)器的(de)名字),以及(ji)意大利(li)著名天(tian)文學(xue)家伽利(li)略,他對木(mu)星(xing)(xing)的(de)觀測(ce)做出(chu)過重要的(de)開創(chuang)性貢獻,包(bao)括發現了木(mu)星(xing)(xing)的(de)4顆(ke)最大的(de)衛(wei)星(xing)(xing),它們現在(zai)被稱為"伽利(li)略衛(wei)星(xing)(xing)"。
事實上,首顆圍繞木星運行的探(tan)測器便被命名為"伽(jia)利(li)(li)略(lve)號",除此之外,此次朱諾(nuo)探(tan)測器還(huan)將(jiang)攜帶一塊由意大利(li)(li)航天(tian)局提供的伽(jia)利(li)(li)略(lve)箴言銘牌,上面有伽(jia)利(li)(li)略(lve)的頭像,以及當年伽(jia)利(li)(li)略(lve)觀測木星時紀錄的筆(bi)記原(yuan)文(wen)。
朱(zhu)諾(nuo)飛船攜帶(dai)的(de)載(zai)荷中包括29臺(tai)感受器,它(ta)們將(jiang)數據傳(chuan)輸給9臺(tai)載(zai)荷。其(qi)中的(de)8臺(tai)科(ke)學(xue)載(zai)荷——包括MAG,MWRz,重力科(ke)學(xue),WAVES,JEDI,JADE,UVS以(yi)及JIRAM設備被歸(gui)為(wei)科(ke)學(xue)載(zai)荷;最后(hou)一個JunoCam相機(ji)則主要(yao)是(shi)一臺(tai)用于教育和公(gong)眾宣傳(chuan)目的(de)的(de)載(zai)荷。
由于朱諾采(cai)用的是大(da)(da)橢(tuo)圓(yuan)軌道,在其(qi)運行(xing)(xing)時有時候(hou)會(hui)距離木星(xing)很遠,有時候(hou)則會(hui)很近(jin),因此絕大(da)(da)部分(fen)的科(ke)學探(tan)(tan)測任(ren)務將在軌道上最接近(jin)木星(xing)的大(da)(da)約3個(ge)小(xiao)時內進行(xing)(xing),當然在軌道上其(qi)他(ta)位(wei)置時也會(hui)進行(xing)(xing)校準(zhun)、一些遠距離觀測以及磁(ci)場探(tan)(tan)測等科(ke)學探(tan)(tan)測工作。
早在(zai)1989年(nian)(nian),美國(guo)已經發(fa)射過一枚“伽(jia)利(li)略”號探(tan)(tan)測器,它在(zai)1995年(nian)(nian)抵達(da)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing),開始圍繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)旋轉。為了研究木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣構成,“伽(jia)利(li)略”號探(tan)(tan)測器還向木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)釋放(fang)了一顆大(da)氣探(tan)(tan)測器。這顆探(tan)(tan)測器“命運(yun)悲慘”,在(zai)進(jin)入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣一小時后,就(jiu)在(zai)與木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣劇烈的(de)摩(mo)擦和(he)強大(da)的(de)壓(ya)強下(xia)被(bei)摧毀了,科學家預測它可能直(zhi)接被(bei)融化甚(shen)至蒸發(fa),徹底(di)消失在(zai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣中。這也將是“朱諾”號最(zui)終(zhong)的(de)命運(yun)。
雖然人類之(zhi)前已經發(fa)射(she)過“伽(jia)利(li)略”號(hao)探測(ce)(ce)器(qi)對木星(xing)進行(xing)過近距離觀測(ce)(ce),但(dan)是木星(xing)仍(reng)有磁場、大紅斑、核心成分等未(wei)解之(zhi)謎(mi)。“朱諾(nuo)”號(hao)此次將攜帶磁強(qiang)計、微波(bo)輻(fu)射(she)計、高能粒(li)子探測(ce)(ce)器(qi)等科(ke)學設備對木星(xing)進行(xing)觀測(ce)(ce)研究(jiu)。
最后,已(yi)知木衛總數(shu)增加到79顆(ke)。其中木衛二(er)表面(mian)存在水,這令(ling)科(ke)學家懷疑木衛二(er)上是否(fou)有原(yuan)始生命形(xing)態存在。
今天,朱(zhu)諾(nuo)號(hao)就將被木星(xing)的(de)引力俘獲,成(cheng)為一(yi)顆極(ji)地軌(gui)道衛(wei)(wei)星(xing)。在為期大約(yue)一(yi)年(nian)的(de)探(tan)測后,朱(zhu)諾(nuo)號(hao)將墜(zhui)入木星(xing)大氣,完成(cheng)自(zi)己的(de)使命。不過我(wo)(wo)們并不能(neng)實時看(kan)到圖像(xiang)。之所以(yi)選(xuan)擇這樣(yang)的(de)宿(su)命,是因(yin)為科學家擔心(xin)朱(zhu)諾(nuo)號(hao)可能(neng)污染(ran)存在原始生(sheng)命的(de)衛(wei)(wei)星(xing)。距離(li)延時加上信號(hao)帶寬太小,我(wo)(wo)們只(zhi)能(neng)靜靜等待8月(yue)份傳回的(de)圖像(xiang),那將是木星(xing)有史(shi)以(yi)來最清晰的(de)“自(zi)拍照”。
數百年來(lai)人們一直在嘗(chang)試對這顆(ke)星球進行研究,但關于這顆(ke)氣(qi)態巨(ju)行星,我們仍然有很多基本的問題有待解(jie)答。
木星(xing)是如(ru)何形(xing)成(cheng)的(de)?木星(xing)大(da)(da)氣(qi)中(zhong)含有(you)多(duo)少(shao)水和氧氣(qi)?木星(xing)的(de)內(nei)部(bu)結構究竟如(ru)何?木星(xing)的(de)自(zi)轉更加符合剛體轉動(dong),還是在(zai)內(nei)部(bu)不同深度上存在(zai)不同速度的(de)自(zi)轉?木星(xing)擁有(you)固態內(nei)核嗎?如(ru)果(guo)有(you),這個(ge)內(nei)核有(you)多(duo)大(da)(da)?木星(xing)強大(da)(da)的(de)磁場(chang)是如(ru)何形(xing)成(cheng)的(de)?木星(xing)云層頂部(bu)所(suo)見的(de)很(hen)多(duo)大(da)(da)氣(qi)結構向下(xia)延伸(shen)多(duo)多(duo)深,它與木星(xing)大(da)(da)氣(qi)深部(bu)運動(dong)之間(jian)有(you)何關聯?木星(xing)極(ji)光(guang)產(chan)生的(de)機制是什(shen)么?
巨大(da)星(xing)球厚厚的云(yun)層(ceng)和劇烈的風暴下方,依舊隱藏著許許多多有關這顆(ke)巨大(da)行星(xing)的身世(shi),以及整個太陽系形成歷(li)史的未解(jie)之(zhi)謎,這些讓(rang)人類困惑的問題,朱(zhu)諾將一(yi)(yi)一(yi)(yi)講給我(wo)們。
近(jin)日,NASA木(mu)(mu)星探測(ce)器(qi)“朱諾(nuo)號(hao)”拍攝的(de)木(mu)(mu)星照(zhao)片(pian)。美國宇航局公布木(mu)(mu)星北極與其南部極光的(de)第一批珍貴(gui)高清照(zhao)片(pian)。這是人(ren)類有史(shi)以(yi)來(lai)看到的(de)最(zui)清晰的(de)木(mu)(mu)星特(te)寫照(zhao),由木(mu)(mu)星探測(ce)器(qi)“朱諾(nuo)號(hao)”首次從最(zui)近(jin)距離飛掠木(mu)(mu)星時拍攝。
“朱諾(nuo)”號(hao)將環(huan)繞木星運行20個月(yue),收集(ji)有關該行星核(he)心的(de)數據,描繪其(qi)磁場(chang),并測量大氣中水和氨的(de)含量。另(ling)外,“朱諾(nuo)”號(hao)還會觀察木星表面著名(ming)的(de)大紅斑,一個持續了數百年的(de)風暴(bao),從而揭(jie)示其(qi)深層的(de)秘密。
7月(yue)5日,美(mei)國(guo)“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)成(cheng)功(gong)(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)(dao),成(cheng)為迄今人(ren)類距離木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)航天器(qi)(qi)。在它之(zhi)(zhi)前,“先(xian)(xian)驅者(zhe)(zhe)10”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、“先(xian)(xian)驅者(zhe)(zhe)11”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、“尤利西斯”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、“伽利略(lve)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)等8個探(tan)測(ce)器(qi)(qi)都(dou)曾造(zao)訪木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。是(shi)什么(me)吸引(yin)數量眾多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)“前赴后(hou)(hou)繼”?這(zhe)(zhe)次探(tan)測(ce)任務(wu)都(dou)有(you)哪(na)些看(kan)點?據“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)項目首席研究員(yuan)斯科(ke)(ke)特·博(bo)爾(er)頓(dun)介紹(shao),“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)此次進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)53.5天周(zhou)期軌(gui)(gui)道(dao)(dao),而不是(shi)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)科(ke)(ke)學考察的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)14天周(zhou)期軌(gui)(gui)道(dao)(dao)。“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)要先(xian)(xian)在這(zhe)(zhe)個軌(gui)(gui)道(dao)(dao)圍(wei)繞(rao)(rao)(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)飛行(xing)2圈(quan),10月(yue)19日左(zuo)右再次點燃主引(yin)擎,進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)14天周(zhou)期科(ke)(ke)學考察軌(gui)(gui)道(dao)(dao)。在未來(lai)20個月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間里(li),“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)將(jiang)(jiang)圍(wei)繞(rao)(rao)(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)飛行(xing)37圈(quan),用搭(da)載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)9臺科(ke)(ke)學載荷儀器(qi)(qi)對(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)探(tan)測(ce)。“通過‘朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)’,我們(men)可(ke)以調查(cha)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)帶,可(ke)以深入(ru)(ru)了解這(zhe)(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部,還(huan)可(ke)以了解木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)如何誕生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),以及(ji)整個太(tai)陽系(xi)是(shi)如何演化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。”美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)航空(kong)航天局(ju)局(ju)長查(cha)爾(er)斯·博(bo)爾(er)登在宣(xuan)布“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)成(cheng)功(gong)(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聲明中(zhong)說。“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力探(tan)測(ce)器(qi)(qi)將(jiang)(jiang)幫助科(ke)(ke)學家(jia)探(tan)查(cha)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結(jie)構(gou);磁強計能繪制(zhi)出木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)磁場詳細(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)立(li)體結(jie)構(gou)圖,探(tan)尋(xun)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時(shi)(shi)速高達618公(gong)里(li)大(da)風的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肆虐之(zhi)(zhi)源;微波(bo)輻(fu)(fu)射(she)計能穿(chuan)透(tou)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)云層,深入(ru)(ru)其內(nei)(nei)部,分析(xi)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)氣體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分和運(yun)(yun)動情況。科(ke)(ke)學家(jia)們(men)相信,“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)收集(ji)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據可(ke)能會使(shi)人(ren)們(men)對(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、對(dui)太(tai)陽、對(dui)生命本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)解等產生飛躍性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化。在科(ke)(ke)學意義之(zhi)(zhi)外,中(zhong)國(guo)科(ke)(ke)學院國(guo)家(jia)天文臺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)科(ke)(ke)學專家(jia)鄭(zheng)永春(chun)還(huan)很關(guan)注(zhu)項目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程難度。對(dui)于“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)來(lai)說,去一趟木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)并不容易。先(xian)(xian)要克服地球重(zhong)力,飛離地球后(hou)(hou)還(huan)得克服太(tai)陽引(yin)力。靠(kao)近木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)后(hou)(hou),需要通過點燃主發動機進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)而被木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)引(yin)力捕獲減速,才能進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)。在繞(rao)(rao)(rao)著木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)飛行(xing)時(shi)(shi),必須小(xiao)心(xin)避免木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強輻(fu)(fu)射(she)和碎片(pian)區。在太(tai)空(kong)飛行(xing)59個月(yue),跨越了27億公(gong)里(li)后(hou)(hou),“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)成(cheng)功(gong)(gong)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)。為了確保“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)能順利進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)(dao),美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)航空(kong)航天局(ju)提前關(guan)閉與進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)無(wu)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)設備,并讓(rang)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)執行(xing)了35分鐘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)入(ru)(ru)軌(gui)(gui)動作。為了應對(dui)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)圍(wei)惡劣(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)環(huan)(huan)境,科(ke)(ke)學家(jia)為“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)量身打造(zao)了一個重(zhong)達180公(gong)斤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“鈦裝甲護盾”,還(huan)對(dui)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)器(qi)(qi)和電路經(jing)過特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)輻(fu)(fu)射(she)處理(li),并使(shi)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)環(huan)(huan)繞(rao)(rao)(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)以避開輻(fu)(fu)射(she)強度最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域。美(mei)國(guo)宇航局(ju)已經(jing)批準對(dui)“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)”號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)學運(yun)(yun)行(xing)進(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)更(geng)新,更(geng)新將(jiang)(jiang)持續到(dao)2021年7月(yue)。這(zhe)(zhe)將(jiang)(jiang)使(shi)“朱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)諾(nuo)(nuo)(nuo)(nuo)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)”在圍(wei)繞(rao)(rao)(rao)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)上(shang)再多停(ting)留(liu)41個月(yue),使(shi)其能夠(gou)實現主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)(ke)學目標(biao)。
木星上有(you)各(ge)種(zhong)深色的(de)條(tiao)帶(dai),它們(men)實際上是大氣內(nei)(nei)的(de)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)。由于(yu)可見(jian)光無法穿(chuan)透這些(xie)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)。我們(men)之(zhi)前沒(mei)法弄(nong)清楚在云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)下方發生了(le)(le)(le)什么。然(ran)而朱諾(nuo)號(hao)攜帶(dai)了(le)(le)(le)多(duo)種(zhong)微波(bo)設備(bei),能夠(gou)分別探(tan)查(cha)云(yun)(yun)內(nei)(nei)不同高度層(ceng)(ceng)面上的(de)情況。如果(guo)我們(men)最后將(jiang)所有(you)的(de)結(jie)果(guo)拼在一起(qi),這些(xie)儀器就能幫我們(men)有(you)效地逐層(ceng)(ceng)剝開云(yun)(yun)層(ceng)(ceng),如同剝洋蔥那樣告訴我們(men)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)內(nei)(nei)部的(de)情況。基于(yu)微波(bo)數據(ju),藝術家做出了(le)(le)(le)想象(xiang)圖,圖上為我們(men)揭露了(le)(le)(le)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)的(de)一個鮮明(ming)的(de)特征:有(you)些(xie)條(tiao)紋直到(dao)云(yun)(yun)層(ceng)(ceng)深處依然(ran)可見(jian)。
Bolton在(zai)(zai)天文學會上(shang)的一(yi)次(ci)演(yan)講中提到(dao),8月27日(ri)對極光的測(ce)量結果中沒(mei)有(you)一(yi)項同(tong)我們的預期相(xiang)符(fu)。探測(ce)器(qi)在(zai)(zai)飛越極光的過程(cheng)中打開了多種探測(ce)器(qi),但大(da)家(jia)期待的東西(xi)沒(mei)有(you)出現,而大(da)家(jia)沒(mei)有(you)想到(dao)的卻來(lai)了。Bolton表示,他們正在(zai)(zai)整理數(shu)(shu)據。顯然我們得搞清楚木(mu)星極光這個復雜的系統(tong)。除(chu)此之外,在(zai)(zai)朱諾(nuo)號加速向(xiang)木(mu)星飛去的過程(cheng)中,行(xing)(xing)星磁(ci)場(chang)的測(ce)量讀數(shu)(shu)一(yi)直(zhi)與(yu)(yu)行(xing)(xing)星模型的預測(ce)吻合(he)的很好。但是在(zai)(zai)探測(ce)器(qi)將要(yao)(yao)抵(di)達近木(mu)點(dian)的最后幾(ji)分鐘里,讀數(shu)(shu)一(yi)下子與(yu)(yu)預測(ce)值出現了巨大(da)的差異,顯示實(shi)際(ji)磁(ci)場(chang)比預期的要(yao)(yao)強得多。
Bolton表(biao)示,這意(yi)味著木星(xing)內(nei)部磁場遠比我們(men)(men)想象的(de)(de)要復雜。當然了(le)(le),Bolton也(ye)強(qiang)調(diao),此前(qian)從未有探測器來(lai)(lai)到(dao)過如此接(jie)近木星(xing)的(de)(de)地(di)方,而(er)朱諾號的(de)(de)任(ren)務就是(shi)收(shou)集(ji)數據來(lai)(lai)測試這些(xie)模型(xing)。更多的(de)(de)驚喜則來(lai)(lai)自對木星(xing)重力場的(de)(de)先(xian)(xian)導測量。Bolton表(biao)示,先(xian)(xian)前(qian)構建了(le)(le)行(xing)星(xing)內(nei)部重力場模型(xing)的(de)(de)朱諾號團隊(dui)成員已經準備(bei)好根(gen)據新收(shou)集(ji)到(dao)的(de)(de)數據重做模型(xing)了(le)(le)。行(xing)星(xing)內(nei)部的(de)(de)重力場守護(hu)著許(xu)多秘密(mi),解開這些(xie)秘密(mi)將幫(bang)助我們(men)(men)更好地(di)了(le)(le)解木星(xing)。
最遠(yuan)的太陽(yang)能宇宙(zhou)飛船:“朱諾號”飛行距離超過了由歐(ou)洲航天局(ju)羅塞塔于2012年(nian)10月(yue)創(chuang)造的7.91億公里距離。
運行速(su)度最快的(de)宇(yu)宙(zhou)飛船:朱(zhu)諾號的(de)第二個(ge)紀錄(lu)創造于2016年7月4日,那時它受(shou)到(dao)了來自木星(xing)(xing)的(de)巨(ju)(ju)大(da)引力(li)。這(zhe)個(ge)氣態巨(ju)(ju)行星(xing)(xing)的(de)巨(ju)(ju)大(da)引力(li)能夠讓正(zheng)在移動的(de)探測器速(su)度達到(dao)每小時26.5萬公(gong)里,這(zhe)使得(de)“朱(zhu)諾號”成為(wei)運行速(su)度最快的(de)宇(yu)宙(zhou)飛船。
依靠(kao)太陽能(neng)(neng)提供能(neng)(neng)源航(hang)行最遠的探測器:美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局的太空探測器“朱諾號(hao)”繞木星運行時,它(ta)已遠離太陽達(da)8.1662億(yi)千米。(吉尼(ni)斯世界紀錄(lu))