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朱诺探测器抛锚了!

作者:admin 时间:2021-02-18 10:02:18 浏览:
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原标题:“朱诺”号探测器已完成第十次绕木星科学飞行,这次拍到的照片依旧令人震感!

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。

朱诺探测器图片

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。

朱诺探测器最新消息图片

这里是一个木星的漩涡状云层顶端的特写镜头

朱诺木星探测器图片

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

朱诺号木星探测器拍摄图片

木星表面积聚着浓厚的云层

朱诺号木星探测器照片图片

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。

朱诺号木星探测器图纸图片

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。

朱诺号木星探测器发射视频图片

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。

朱诺号探测器面对的很大威胁来自?图片

下面这张图是“朱诺”号拍摄的一组完整的木星图

朱诺号木星探测器使用太阳能作为能源图片

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。

朱诺号木星探测器速度图片

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。

自2016年以来,朱诺号探测器一直绕木星轨道运行,为我们提供了关于木星大量的信息。

《自然》杂志的四篇文章描述了朱诺对木星的两极和木星表面下的新发现,今天,我们就来看看究竟有什么新发现。

从表面开始,《自然》杂志的一篇文章描述了木星两极的一些特殊活动。

虽然我们已经知道,地球的南极和北极上空有大气旋,但从朱诺新拍摄的图像显示,木星上的这些气旋分布的却相当奇怪。

在北面八个气旋围绕着一个大的气旋,而在南方则是五个气旋围绕一个大的气旋为中心。

你可以从朱诺发来的图片上看到,这样的排列在木星很常见,但是它们为什么这样排列,为什么没有合并,目前还尚未得知。

另外两篇论文研究了木星表面的标志带,并确定它们的内部活动是否与行星表面下的活动有所关联。

木星具有一个非常独特的表面图案,其每一个明亮或黑暗的气体带,都有相反风向的强风。但是科学家们还不能确定这种活动是否延伸到表面之下。

然而,通过测量朱诺在木星周围发回信号的微小差异,研究人员能够确定木星的引力场在其南北半球是不同的。而这种不对称性表明木星表面的情况可能更复杂。

表面风对行星的引力场影响非常大,所以他们必须对其开展更深入的研究。

在这一观测的基础上,另一组研究人员发现,木星表面喷射流的深度约为3000公里,比预期的深度要深得多,大约占了地球质量的百分之一。

木星表面活动是否继续下降?这两篇论文给了肯定的答案。

四篇论文里的最后一篇论文的研究看起来更深入。虽然木星的核心为流体,主要由氢和氦组成。

但研究人员发现,从朱诺的测量中,木星的流体核心可能以刚体的形式进行旋转。

由此科学家们认为,核内的气体是带电的,所以木星周围具有巨大磁场围绕。

这些研究提供了对木星表面的观察,他们不仅回答了关于这个行星本身的一些问题,还让我们了解了像木星这样的气态巨行星是如何运作和演化的。

朱诺号的任务还有几年的时间,届时肯定会有更加令我们惊奇的事情发现。

朱诺是罗马神话中万神之王朱庇特的妻子,朱庇特施展法力用云雾遮住自己,但是朱诺却能够穿透云雾,洞察真相。科学家们希望,“朱诺”号探测器也能够像朱诺一样看穿木星厚实的云层,洞悉其内部结构,了解这颗气态巨行星的秘密。

“朱诺”号长什么样?

“朱诺”号主体像一个六边形的盒子,前端有一个重达180公斤的钛制穹顶结构,用于保护敏感的电子设备免受辐射损伤。该装置与一辆SUV的后备箱相当,能将电子设备遭受的辐射强度减弱800倍。升空后,“朱诺”号的3根太阳能帆板会从其六边形的主体伸出,每块帆板长8.8米,宽2.8米,伸展开后就像风车的叶片一样。

“朱诺”号任务有何背景?

“朱诺”号木星探测器是美国国家航空航天局“新疆界”计划的一部分,这一计划在位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心操作实施。“朱诺”号探测器由美国洛克希德马丁公司建造,美国国家航空航天局喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。“朱诺”项目总投资大约11亿美元,包括探测器研发、科学载荷、发射服务、运行经费、科学数据处理与测控支持等相关服务费用。探测器2011年8月5日从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。

“朱诺”号上有哪些“乘客”?

“朱诺”号探测器上装有9部科学仪器,它们分别是重力科学载荷(Gravity Science)、磁强计(Magnetometer)、微波辐射计(MWR)、木星高能粒子探测器(JEDI)、木星极光分布实验装置(JADE)、等离子体电波装置(WAVES)、木星红外极光绘图仪(JIRAM)、紫外成像光谱仪(UVS)和朱诺相机(JunoCam)。

除此之外,还有3位只有4厘米高的特殊乘客。它们是乐高公司为NASA特制的3个乐高小人,分别是意大利天文学家伽利略、罗马神话人物朱庇特(与木星同名)还有他的妻子朱诺(与朱诺探测器同名)。

“朱诺”号为什么转着走?

“朱诺”号是一艘采用自旋稳定的太阳能飞船,自旋能增强飞船指向的稳定性并方便地面控制。项目执行期间,“朱诺”号的自转速率会不断变化:巡航阶段每分钟1圈;科学考察阶段每分钟2圈;主引擎调整姿态阶段每分钟5圈。除此之外,自转的好处还包括简化设计、减少质量,所有设备在旋转过程中都会扫过木星一次。

“朱诺”号的“硬件配置”如何?

“朱诺”号上安装有一台主发动机、一台双推进发动机,还有12台推力较小的调姿发动机。前者位于探测器的后部,主要用于较大轨道调整和减速制动,后者主要用于在飞行中精确调整姿态。

“朱诺”号的大脑采用了一颗RAD750型抗辐射处理器,可应对100万倍足以致死的辐射剂量,与“好奇号”火星车同款,自带256M闪存和128M的本地存储空间。

“朱诺”号飞了多远?

直到今天飞抵木星轨道,“朱诺”号共飞行了大约27亿公里。信号以光速从木星传回地球单程大约需要48分钟。

“朱诺”号的意义何在?

“朱诺”号将帮助我们弄清木星的组成及其内部结构;揭秘木星强大磁场的来源和神秘的极光现象;确定木星是否具备岩核和水。此外,增进人们对地球、太阳系乃至恒星形成的认识。

还有哪些探测器造访过木星?

据报道,至今已有8个探测器造访过木星及其卫星,包括“旅行者”号、以及后来的“先驱者”号、“伽利略”号、“尤利西斯”号等,最近的是2007年发射的“新视野”号木星探测器。“朱诺”号是造访木星的第9位地球来客,也是第2位“常驻”木星轨道的人造航天器。

任务何时结束,“朱诺”何去何从?

按照计划,探测任务将于2018年2月20日结束,届时“朱诺”号将受控冲入木星外层大气焚毁,以免有毒燃料污染可能存在原始生命的木星的卫星。

(科技日报北京7月5日电)

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