這是7月4日在位于美國加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室內拍攝的只有“朱諾”木星探測器五分之一大的模型。新華社/法新
7月4日,在美國加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室,參與“朱諾”木星探測器項目的工作人員舉行新聞發布會時歡呼。新華社/法新
北京時間7月5日13時,美國宇航局召開新聞發布會,宣布“朱諾”號木星探測器(以下簡稱“朱諾”)成功進入環繞木星軌道,將展開木星探測任務。
據悉,“朱諾”是美國宇航局新疆界計劃(New Frontiers)系列支持的第二項深空探測計劃,前一項是去年7月飛越冥王星的新視野號任務。新疆界系列旨在支持發展中等規模的行星探測任務。2011年8月5日,“朱諾”由一枚宇宙神-V551型火箭從美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空,踏上遠征木星之旅。
木星的英文名字是“朱庇特”(Jupiter)。在羅馬神話中,朱諾是眾神之王朱庇特的妻子,據說朱庇特喜歡用云霧把自己隱蔽起來,而朱諾是唯一能透過迷霧看到他真身的神。如今,經歷了27億公里的旅程,女神“朱諾”終于來到丈夫身邊,試圖為人類解開“朱庇特”的神秘面紗。
中國科學院國家天文臺行星科學家鄭永春博士在接受中國青年報·中青在線記者采訪時表示,“朱諾”經過了58個月的太空飛行后進入環繞木星的軌道,它現在已經成為環繞木星的一顆人造衛星了。
鄭永春介紹,入軌后,“朱諾”要經過幾次軌道調整。目前進入的軌道是一個53.5天的軌道,而后將進入14天的木星探測工作軌道,“經過軌道調整,把大橢圓軌道調整為圓形軌道”。這次相逢,“朱諾”將與“愛人”相處595天。
“就像我們看到的西瓜皮上的一道道花紋一樣,通過不斷的環繞,‘朱諾’將把整個‘西瓜’完全覆蓋,獲得木星全球的探測資料。”鄭永春說。
然而,在揭開“愛人的迷霧”時,“朱諾”也將經歷重重考驗。據了解,木星擁有太陽系各大行星中最強大的磁場,其強度比地球磁場強2萬倍以上。在木星附近強大磁場作用下,大量帶電粒子被困在其中,形成強烈的輻射帶。
鄭永春說道,在探測過程中,“朱諾”會不斷穿越木星的一些強輻射地區,這對朱諾號上的科學儀器和電子元器都會有很強的損害。
為了防止強輻射對探測器的破壞,朱諾號在頂部使用了1厘米厚的鈦合金板作為防護。鄭永春表示,這可以把核心的科學儀器和電子元器保護起來,減少輻射量。此外,選擇的電子元器件都是抗輻射的電子元器件,能夠保證其運行更久。然而,即使有這樣的防護措施,“由于我們對木星輻射了解不夠,因此無法預測設備能運行多長時間”。
首次與“愛人”團聚的“朱諾”,作為繼伽利略號之后第二個專門探測木星的探測器,她的主要任務是全面探測木星的大氣層、磁層、等離子體、內部結構、重力場,研究木星系統的起源和演化,以及太陽系早期的歷史。借助磁強計、光譜儀、微波輻射計等科學儀器,“朱諾”將調查木星是否存在固體巖核,繪制木星磁場強度分布圖,測量木星深層大氣中的氫/氧比值,觀測木星上的極光現象和等離子體。
鄭永春認為,探測木星有十分重要的意義。“太陽系形成早期有大量的氫和氦,但這些原始大氣成分在地球上已經消失殆盡。而木星上則比較完整地保留了這些氣體,通過對木星的探測,可以了解太陽系早期的物質組成。”
深空探測任務如何造福人類?鄭永春認為,“首先,深空探測將擴大人類的知識疆界,通過對未知世界和未知領域的探索,重塑我們對太陽系和宇宙的認知,從而改變我們的世界觀和宇宙觀。其次,‘朱諾’是一個技術上非常復雜的航天器,其中涉及到大量的高精尖技術,包括儀器設備的輕量化、小型化、集成化、低功耗等技術,以及抵抗強烈太空輻射的技術,對高新技術起到了有力的牽引作用。這些技術通過向民用和其他經濟領域的轉化,將產生實實在在的經濟價值。”
然而,在任務結束后,“朱諾”并不會回到地球。鄭永春表示,除了采樣返回地球的任務之外,大多數深空探測器發射后將不再回到地球,因為這“會大大增加研發成本,而且也帶不回足夠價值的信息”。據悉,“朱諾”的考察任務預計將在2018年2月20日結束,由于“朱諾”可能攜帶有地球上的微生物和劇毒燃料,因此其結局只能是主動受控墜入木星大氣層焚毀。
事實上,中國作為日益崛起的航天大國,在深空探測領域也雄心勃勃。在探月工程獲得成功的基礎上,我國將在2020年左右開展自主火星探測。
2016年3月,中國科學院國家空間科學中心發布《2016-2030空間科學規劃研究報告》和其他一些科研報告中曾經提到中國將開展對木星系統的探測。對此,鄭永春也表示,“據我了解,有些科學家有這方面的設想,但目前還沒有任何進入國家層面的計劃。”
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