北京時(shí)間2016年7月5日,美國(guó)航空航天局(NASA)發(fā)射的“朱諾”號(hào)探測(cè)器在經(jīng)歷35分鐘的減速后,成功進(jìn)入木星軌道。為了這一天,“朱諾”號(hào)已經(jīng)在茫茫太陽(yáng)系中飛行了近5年。
說(shuō)起“朱諾”號(hào)的命名,還有一段有趣的故事。古羅馬神話中,隱藏在云層之中的朱庇特(Jupiter,也有“木星”之義)是眾神之王,生性頑劣不羈,只有他的妻子朱諾女神才能透過(guò)迷霧看到他的真身。美國(guó)航天局將木星探測(cè)器取名“朱諾”,正是希望借此撥開(kāi)云層,揭示木星和太陽(yáng)系形成的奧秘。
抵達(dá)木星軌道后,“朱諾”號(hào)將在未來(lái)20個(gè)月內(nèi)環(huán)繞木星飛行37圈,在距離木星云層頂端5000千米左右的地方,用自身搭載的9臺(tái)探測(cè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行觀測(cè),并將所獲信息通過(guò)高增益天線發(fā)回地球。
“朱諾”號(hào)的主體像一個(gè)六邊形的盒子,前端有一個(gè)重達(dá)180千克的鈦制穹頂結(jié)構(gòu),該裝置與一輛SUV的后備箱相當(dāng),能將電子設(shè)備遭受的輻射強(qiáng)度減弱800倍。升空后,“朱諾”號(hào)的3塊太陽(yáng)能帆板會(huì)從其六邊形的主體伸出,就像風(fēng)車(chē)的葉片一樣。
“朱諾”號(hào)上裝有9部科學(xué)儀器,分別是重力科學(xué)載荷、磁強(qiáng)計(jì)、微波輻射計(jì)、木星高能粒子探測(cè)器、木星極光分布實(shí)驗(yàn)裝置、等離子體電波裝置、木星紅外極光繪圖儀、紫外成像光譜儀和朱諾相機(jī)。此外,還有三位僅有4厘米高的特殊“乘客”。它們是樂(lè)高公司為NASA特制的三個(gè)樂(lè)高小人,分別是意大利天文學(xué)家伽利略、羅馬神話人物朱庇特還有他的妻子朱諾。
在巨大的潮汐力下,木星持續(xù)的火山活動(dòng)每年向其周?chē)⑷霐?shù)千萬(wàn)噸二氧化硫,這些氣體隨即被電離成硫離子、氧離子、電子組成的等離子體,形成溫度可達(dá)百萬(wàn)度、向外延展達(dá)數(shù)十個(gè)木星半徑(200余萬(wàn)公里)的等離子體環(huán)。在距離木星較近處,等離子體波與等離子體環(huán)中電子的相互作用將電子加速到接近光速,產(chǎn)生強(qiáng)烈的同步輻射,形成輻射帶。輻射帶對(duì)于“朱諾”號(hào)來(lái)說(shuō),是必須飛躍的“死亡地帶”。
為確保“朱諾”號(hào)能順利進(jìn)入木星軌道,NASA提前5天關(guān)閉了探測(cè)器上的所有設(shè)備,直到它到達(dá)兩天后才會(huì)再次打開(kāi)。因?yàn)橐坏┯龅揭馔?,飛行探測(cè)器將只能劃過(guò)木星,消失在宇宙空間里。
“朱諾”號(hào)重約1588千克,將以215倍音速的速度繞圈飛行。要想讓其速度降下來(lái),發(fā)動(dòng)機(jī)需要約7983千克的燃油燃燒35分鐘。
除了幫助人們弄清木星的組成及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、揭秘木星強(qiáng)大磁場(chǎng)的來(lái)源和神秘的極光現(xiàn)象、確定木星是否具備巖核和水外,“朱諾”號(hào)還能讓人們對(duì)地球、太陽(yáng)系乃至恒星的形成產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)。
據(jù)報(bào)道,至今已有8個(gè)探測(cè)器造訪過(guò)木星及其衛(wèi)星,包括1977年發(fā)射的“旅行者”號(hào)以及后來(lái)的“先驅(qū)者”號(hào)、“伽利略”號(hào)、“尤利西斯”號(hào)探測(cè)器等,最近的是2007年發(fā)射的“新視野”號(hào)木星探測(cè)器?!爸熘Z”號(hào)是造訪木星的第九位地球來(lái)客,也是第二位“常駐”木星軌道的人造航天器。
按照計(jì)劃,探測(cè)任務(wù)將于2018年2月20日結(jié)束,屆時(shí)“朱諾”號(hào)將受控沖入木星外層大氣焚毀,以免有毒燃料污染可能存在原始生命的木星的衛(wèi)星。(據(jù)科技日?qǐng)?bào)、科普中國(guó))
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2016年10期