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5日中午,經歷了5年飛行的“朱諾”號木星探測器進入木星軌道,開展人類歷史上對木星最深入的觀測。
“探測器入軌後,要看它在軌運行期間能否經受強輻射考驗,按計畫完成20個月的工作。”航天專家、《國際太空》雜誌社執行總編龐之浩在接受科技日報採訪時說。
近年來,火星探測成為各國航天活動的熱門主題,而對木星的探測,最近也得追溯到2007年新地平線號探測器的一次飛掠。
那么,木星探測與火星探測有哪些不同?“朱諾”號與她的“前任”“伽利略”號的使命有什麼區別?我國在木星探測方面有何計畫?
龐之浩介紹,火星與木星有很大不同。在距離上,火星距地球最近約5500萬公里,最遠超過4億公里;木星距地球更遠,達到6.4億至9.3億公里。
同時他介紹,火星是岩石星球,只有兩顆衛星;木星是氣態行星,是太陽系內形成的首顆行星,成分跟太陽及其相似,而且其已被發現的衛星達到68顆,因而被比作“小太陽系”。“對木星進行探測,有助於加深對太陽系的了解。”他說。
“朱諾”項目首席科學家斯科特·博爾頓認為,了解木星有助於進一步了解所有星體,可以追溯太陽系歷史的源頭,了解什麼促成了行星的生成,為什麼行星的成分和太陽有區別等。
20世紀70年代,人類就開始探測木星,已發射先驅者10號、11號,旅行者1號、2號等8個探測器。但龐之浩表示,其中大部分只是“路過”木星,順便獲取圖像和數據。
首個用於專門探測木星、幫助人們深入了解木星的,是1989年發射的“伽利略”號木星探測器。它於1995年12月抵達木星環繞軌道,對木星大氣開展了近8年的研究,最終墜入木星大氣層焚毀。由於還肩負著探測木星衛星的使命,同時出於對木星輻射的忌憚,伽利略號的軌道很高,距離木星約20萬公里。
龐之浩介紹,“朱諾”號與“伽利略”號的任務頗有不同。
在軌道設計上,“朱諾”號為了近距離探測木星,精心選擇了一條可以避開強輻射區域的橢圓形極地軌道,最近離木星雲層不到5000公里,遠木點高度約為1.88萬公里。在如此近的距離下,“朱諾”號的核心任務之一是要探測木星內部,看木星究竟全部由氣體構成,還是擁有被大氣包裹的核心。此外還要對木星的大氣、磁場、引力等進行探測。
除了用軌道躲避輻射,“朱諾”號還採用了鈦合金防輻射禁止裝置。該裝置大小相當於一輛SUV,如同一件盔甲,將“朱諾”號的中央控制系統、數據處理設備等20個重要的電子設備嚴嚴實實的罩在裡面,使其免受輻射影響。
此外龐之浩表示,在過去所有距離遠於火星的探測任務中,探測器都採用了核電源,而“朱諾”號仍使用了太陽能,主要原因是要降低成本、縮短研製周期,同時也為了更加環保。因為按照計畫,“朱諾”號圍繞木星運行20個月以後將撞向木星,如果用核能,有可能對蘊藏生命的木星衛星造成污染。
儘管木星距地球很遠,但龐之浩認為在測控方面無需擔心。他說,美國在本土、澳大利亞和歐洲分別建設了深空測控站,無論地球轉到哪個方向,都能完成對探測器的測控。“美國現在還能測控旅行者一號探測器,它跟地球的距離達190億公里。”他說。
鑒於探測木星意義重大,我國科學家在已經出版的《2016—2030年空間科學規劃研究報告》中,也提出了木星系統探測計畫。
記者了解到,該計畫的基本科學目標包括研究木星磁層結構,木衛二大氣模型,木衛二表面冰層形貌及厚度,金星、地球、木星間的太陽風結構。
同時計畫中還提出對地球生命的地外生存狀態及演變特性進行研究,指出要開展木星系統探測器在行星際飛行期間,以及木星系統探測期間的微型遙測遙控生物試驗,觀測並研究地球生命在不同空間段的生命狀態、適應性反應及變化過程。
“希望在時機成熟後,這項計畫能早日實施。”龐之浩說。