朱諾號抵達木星

在一次生死攸關的發動機點火後,有史以來第二個繞木星執行的探測器正準備徹底改變我們對這顆巨行星的看法 

An illustration of Juno in orbit around Jupiter

這張藝術家概念圖展示了美國宇航局的朱諾號探測器在木星的情景。朱諾號於2016年7月4日成功進入木星軌道,其任務是比以往任何時候都更深入地探測這顆巨行星的深處。

美國加利福尼亞州帕薩迪納—美國宇航局的朱諾號探測器已成功進入木星軌道。太平洋時間晚上 8:53,地面控制人員接收到 2,327 赫茲的遙測音調——相當於鋼琴鍵盤上最高的 D 音符——表明朱諾號 35 分鐘的發動機點火已使探測器減速到足以滑入這顆巨行星的引力懷抱。朱諾號於 2011 年發射,開始了近五年的星際航行,是繼伽利略號任務(從 1995 年到 2003 年探索這顆巨行星)之後,有史以來第二個繞木星執行的探測器。在被捕獲進入軌道期間,朱諾號僅在木星雲層頂部上方 4,490 公里處掠過,距離如此之近,以至於這顆行星佔據了天空的一半。即便如此,木星仍然非常巨大,以至於同行的宇航員只能看到這顆行星雲霧籠罩的面貌的約 5%。

晚上 9:50,隨著探測器將其太陽能電池陣列重新指向太陽,機動正式完成。“在我們再次指向太陽之前,我不會呼氣,”朱諾號首席研究員斯科特·博爾頓在當天早些時候的新聞釋出會上說道。

探測器從星際空間以大約晚上 7:30 的速度俯衝進入木星北極上空,隨著它越來越深入行星的引力場,速度越來越快。就在兩天前,它相對於木星的速度是每秒 9 公里;昨天中午,每秒 12 公里;到火箭點火時,每秒 54 公里。點火僅降低了其速度 1%,但這已經足夠了。(理論上,探測器在晚上 8:38 被行星捕獲,大約在點火的中途,但確認是在稍後才到來的。)在如此接近木星的上層大氣層掠過後,探測器在大約晚上 9:30 從行星雲層頂部重新升起,進入一個環形、細長的軌道,延伸至 810 萬公里。


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如果不是朱諾號的發動機點火,木星的引力場會將探測器以幾乎與其接近速度相同的速度吐回星際空間的深處。科學家和工程師們並沒有試圖向公眾保證這種意外事件永遠不會發生,而是花了一天的時間警告記者們注意這一點。噴氣推進實驗室的輻射監測團隊負責人海蒂·貝克爾在週一早些時候的新聞釋出會上說:“朱諾號正在進入最可怕的地方中最可怕的部分。”朱諾號在木星上經歷的考驗充滿了災難的可能性:探測器可能被強烈的磁場(在那個距離,強度是地球的 20 倍)、電離輻射(總劑量為 265 拉德——足以殺死一個人)、來自木星環的塵埃粒子(主發動機完全沒有遮蔽)或太陽能電池陣列無法重新定向到太陽而導致的電力損失擊毀。

現在,在朱諾號能夠透過其主天線恢復高速通訊之前,控制人員必須使其與地球完美對齊,並抑制任何晃動運動,首先透過發射推進器,然後稍微彎曲太陽能電池板以微調探測器的方向。在上週將所有科學儀器置於預防性休眠狀態後,任務控制人員正準備在週三重新啟動它們。即便如此,科學家們也不期望在 8 月 27 日之前獲得任何像樣的影像或戲劇性的發現,屆時探測器將繞過其第一個軌道並再次靠近行星。(正式來說,軌道在探測器到達其最遠距離或“遠木點”時開始,它在 7 月 27 日首次到達遠木點。因此,下一次最近距離接近將被視為第一個軌道的中途。)

下一個令人緊張的時刻將發生在 10 月 19 日,屆時主發動機計劃最後一次點火,將探測器送入 14 天的測繪軌道。如果一切順利,科學家們終於可以停止為特定的里程碑而煩惱,而是為朱諾號不斷升級的輻射劑量而失眠。最初,探測器的極地軌道(它躲避在輻射帶下方)最大限度地減少了劑量,但由於木星引力場的扭矩,軌道會隨著時間推移而發生變化。隨著軌道的變化,朱諾號將以更陡峭的角度接近行星,穿過更強烈的輻射區域,使其暴露量增加十倍。儘管被遮蔽在鈦金庫中,但探測器的儀器將逐漸被“煮熟”。目前,朱諾號已經逃脫了以爆炸結束的命運,但它無法避免以嗚咽聲結束。

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