朱诺号探测器飞抵木星:5年旅途终到站 20月征程才起航

王小龙

2016年07月06日08:39  来源:科技日报—中国科技网
 
原标题:朱诺号探测器飞抵木星:5年旅途终到站 20月征程才起航

  5年旅途终到站 20月征程才起航

  科技日报—中国科技网 记者 王小龙

  “没错,我们做到了!”

  美国东部时间7月4日23时53分,北京时间7月5日11时53分,朱诺号探测器成功接入木星轨道,美国国家航空航天局(NASA)主控室里响起热烈的掌声,人们相互拥抱,激动之情难以言表。

  朱诺号发射升空近5年来,他们终于等到了这一刻。

  险山恶水朱庇特

  NASA的工作人员如此激动,不仅因为此次任务耗时长、意义大,还因为与其他目的地相比,木星完全称得上是险山恶水,探测任务步步惊心。

  木星(别称朱庇特),是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星。质量是太阳的千分之一,足以把太阳系其他所有行星都装进“肚子里”。作为气态行星,木星没有实体表面,气态物质密度随深度的变大而不断加大。巨大的体积和质量还让木星同时拥有着太阳系八大行星中最强烈的辐射和最强大的磁场。磁场中的电子、质子和离子会以接近光速的速度围绕着木星旋转,可谓是太阳系中最恶劣的辐射环境。

  非但如此,木星的周围还有一个由无数宇宙碎片组成的木星环,朱诺号以每小时20万公里的速度高速飞行,任何一个小的碎片都足以对其造成致命伤害。

  NASA在其前几日推出的朱诺号任务预告片中这样描述木星:“它就像个怪物,无情、残酷。它自转的速度非常快,以至于它的重力就像是一个巨大的弹弓,将岩石,尘土、电子、甚至整个彗星都弹射出去,任何接近它的东西都变成了它的武器。从来没有一个航天器会离木星如此之近,如此深入木星的辐射地带。”

  重装出击勇闯关

  但不管怎样,木星就在那里。

  太阳系早期的秘密就隐藏在这个星球的深处。

  朱诺项目首席科学家斯科特·博尔顿博士说:“我们不是在寻找麻烦,而是在寻找数据。在木星那种环境中两者总是相伴相生的。虽然随时都可能惹祸上身,但必须冒险一试。”

  为了应对如此恶劣的条件,科学家为朱诺号量身打造了一个厚1厘米,重172公斤的“钛装甲护盾”。朱诺的大脑(指令与数据系统)和心脏(电力与数据分发系统)以及大约20套其他电子设备都在这个护盾的保护之下,能将它们遭受的辐射强度减弱800倍。当然其中的处理器和电路也是特殊的和经过防辐射处理的,一颗RAD750型抗辐射处理器可应对100万倍于足以致人死地的辐射剂量;抗辐射加固电路和传感器屏蔽装置能进一步减弱辐射对电子设备的影响。

  NASA喷气推进实验室辐射监测研究员海蒂·贝克尔说,即便如此,在任务过程中,高能电子仍会穿透“护盾”,产生二次光子和粒子喷射。最终这些轰炸会打破朱诺设备的原子键,导致朱诺彻底瘫痪。

  为了尽量推迟这一阶段的到来,朱诺被编程走尽可能长的轨道,来减弱辐射强度,减缓辐射剂量积累速度,避免不必要的损失,存活足够长的时间,从而完成长达20个月的探测工作。

  接入木星轨道后,朱诺号将进入周期53.5天的木星俘获轨道。如此绕行两周之后,2016年10月19日,朱诺号将实施其最后一次变轨,进入周期约为14天的科学轨道。

  历经数载求真相

  木星是如此具有存在感,又如此神秘的一颗行星,数百年来人们一直在尝试对其进行研究,此前已有先驱者11号飞船和伽利略飞船等多个航天器造访过木星,但时至今日,我们仍然有太多有待解答的问题。

  木星的身世怎样,从何而来?大气中是否含有水和氧气?木星的核心到底有多大,强磁场是怎样形成的……等等。由这些问题延伸开来的还有对地球乃至太阳系早期秘密的探究。

  朱诺,将让我们距离真实的木星越来越近。

  朱诺上重力探测器将能帮助我们探查木星的内部结构;磁强计能绘制出木星磁场详细的立体结构图,探寻木星高达618公里每小时的大风肆虐之源;微波辐射计能穿透木星的云层,深入其内部,分析木星气体的成分和运动情况;朱诺相机,可获得木星彩色的全景照片,普通人也能通过线上投票,亲身参与到相机拍摄目标的挑选过程中来。此外,朱诺还搭载了高能粒子探测器、极光测绘仪和等离子体探测器等科学设备。

  今日是朱诺与朱庇特(木星)团聚之日,也是其最后20个月航程的起航之时。虽然终有一天,它会在木星的强辐射中逐渐失去活力,坠入木星怀抱。但人们会记住这个名字,届时木星、地球、乃至整个太阳系也将以更清晰的面目呈现在我们眼前。(科技日报—中国科技网北京7月5日电)

(责编:赵竹青、马丽)

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