明星探测器“卡西尼”号已经魂归土星,“好奇号”探测器也即将寿终正寝。但是还有一个探测器,它可能没有之前两个那么出名,但低调的它却为人类探测木星做出了巨大贡献。
2010 年,NASA 在美国东部时间 8 月 5 日中午 12 点 25 分在佛罗里达州利用第五代大力神运载火箭成功地将“朱诺”探测器送上了太空。
它在太空中飞行了五年之后于 2016 年 7 月 4 日进入木星轨道。“朱诺”号探测器是由美国洛克希德.马丁公司建造的,斥资 10 亿美元。“朱诺”这个名字很特别,它是有来由的。
“朱诺”是罗马神话中天神朱庇特的妻子。朱庇特施展法力用云雾遮住自己,但是朱诺却能看透这些云雾,了解朱庇特的真面目。
因此探测器取这个名字也是借用其寓意,希望它能解开这颗云遮雾绕的气态巨行星隐藏的秘密。
“朱诺”号内部除了搭载了众多的科学仪器之外,NASA 还委托乐高玩具公司制作了三个玩具人偶“乘坐”“朱诺”号飞往木星。
这三个玩偶的原型分别是罗马神话中的天神朱庇特(Jupiter,即指英文中的木星),朱庇特的妻子朱诺(Juno,即探测器的名字)以及意大利著名天文学家伽利略。
木星轨道距离地球约 6.44 亿公里,它被认为是大约 46 亿年前最早一批形成于太阳系的行星。
“朱诺”号是造访木星的第九位地球来客,但它却是历史上第二位“常驻”木星轨道的人造宇宙飞船,第一位是“伽利略”号宇宙飞船。
值得一提的是,“朱诺”号还开创了两项世界纪录!
第一项是它成为了飞行最远的太阳能宇宙飞船。2016 年 1 月,它的飞行距离超过了由欧洲航天局的“罗塞塔”(Rosetta)人造卫星于 2012 年 10 月创造的 7.91 亿公里距离,虽然 NASA 的“新视野号”(New Horizons)走的更远,但是它是由核动力发电。
“朱诺”号的第二个纪录创造于 2016 年 7 月 4 日,那时它受到了来自木星的巨大引力。这个气态巨行星的巨大引力能够让正在移动的探测器速度达到每小时 26.5 万公里,这使得“朱诺“号成为运行速度最快的宇宙飞船,从而打破了由研究太阳活动的 Helios 1 号于 1976 年 4 月 17 日创下的纪录。
“朱诺”号已经拍摄到了木星的两极、检测到了奇怪的云的形成、记录了神秘的极光并扫描了深进木星的厚云层顶端。
下面这幅由业余天文学家罗马特卡琴科处理的图像显示了木星北极的所有暴风。
这里是一个木星的漩涡状云层顶端的特写镜头
这张是把三个“朱诺”飞越图像放在一起的照片以完整的视图显示木星难以捉摸的南极
木星表面积聚着浓厚的云层
2017 年 7 月 10 日晚上 10 点 12 分(格林尼治时间 7 月 11 日),“朱诺”号在木星上进行了第六次科学飞行,探测器的高度为 16,535 公里。
科学家大卫·英格伦(David Englund)利用 NASA “朱诺”号航天器上的“JunoCam”imager 的数据,创建了这幅印象深刻的艺术作品。
2017 年 10 月 24 日,“朱诺”号探测器在木星上空以 13 万多英里的时速飞行,拍摄了第九套令人惊叹的飞行图像。
下面张照片拍摄于 2017 年 12 月 16 号,当时朱诺号距离木星云层只比地球的直径大一点点。让我们看到其风云多变的大气层。而这已经是“朱诺”号的第 10 次科学飞行了。
这次科学家们会根据“朱诺”拍摄的照片弄清楚这些巨大的气体云团到底是什么。
下面这张图是“朱诺”号拍摄的一组完整的木星图
木星的许多快照呈现出一种艺术气质。些人则对地球上厚厚的云层和强风暴的细节赞叹。一些大的风暴足以吞噬地球!木星主要由氢构成。简单的基本气体是太阳的主要成分,占大气的 90%。近 10% 是由氦构成的。
但是“朱诺”不会永远飞翔。“朱诺”号探测器在木星周围的轨道上,在木星的云层顶部和环绕地球的辐射带之间。
飞越辐射带会破坏探测器的电子设备。为了保持这一轨道,探测器必须在远离星球的地方摇摆,每 53 天在辐射带内下沉。
这意味着“朱诺”号最终很可能将把生命留在太空,而在完成自己的使命之前,它要帮助人类揭开以下六大谜团:
1、木星是怎样组成的?
木星是太阳系最先诞生行星之一,它同时也是体积最大的一颗行星,它的质量比地球重 318 倍。科学家表示,如果能弄清楚木星是怎样的组成的话,将帮助我们了解整个太阳系是如何诞生的。
如今有一种观点认为木星诞生在一个距离太阳非常遥远的地方,后来它开始慢慢向太阳移动。
而另一种说法指出木星从出生到现在一直并未挪过窝,而木星上的水则来自于“太空游子”彗星。
事实上,大多数科学家表示木星上存在水或许将成为帮助我们搞清楚木星出生地点关键线索。
2、木星上有多少水?
当“伽利略”号宇宙飞船在绕木星轨道飞行时,它所搭载的科研仪器就在木星浓厚的云层中努力找寻水的迹象,而在木星周围的云层中大部分区域都是极度干燥的。
科学家强调上述现象并不能否认整个木星都是干燥缺水的,就比如,你虽然身处海洋或者沙漠的中心地带,但你不能认为整个地球就是一片汪洋或者都是一望无垠的沙地。
“朱诺”号在木星上找水的方式与“伽利略”号不同,它的探测重点在于木星云层的更深层次,“朱诺”号搭载的辐射计会探测木星深度云层的温度,而科学家要通过温度的数值判断木星上存在水的位置和数量。
3、木星表层之下是什么样的?
“伽利略”号宇宙飞船在对木星进行科研探测时,它所到达木星最深层地方的压力大约为 22 帕(1 帕相当于地球上海平面的大气压力)。
“朱诺”号的探测范围将延伸至压力达到 100 帕的木星表层深处,从而向地球传送木星深层的画面。
4、木星是否有岩核?
根据对木星内部构造模型的研究,木星的岩核应该比地球的大 10 倍,这种现象在其他的行星中却并不常见。
科学家表示上述结论只是理论上的推测,而“朱诺”号的木星之旅给科学家们带来亲临实地般的图像和数据,之前理论推测的正误也可见分晓。
5、木星的磁性来源于哪里?
目前科学家已知木星拥有强大的磁场,但磁场的来源却一直是个谜。“朱诺”号此次在绕木星飞行时将利用磁力计绘制出 3D 格式的木星磁场分布图。
6、木星上的极光现象
木星的两极会出现整个太阳系最耀眼的极光现象,而这一切都是木星强大磁场的功劳。“朱诺”号会直扑木星的极点位置并分别利用可见光、红外线以及紫外线拍摄极光的图像。
与此同时,科学家们还会观测“朱诺”号释放的等离子与木星表面的气团所发生“冲突”的画面,而等离子对于木星极光的反应也是研究人员的科研题目之一。