NASA朱诺号太空任务现在是处在什么一个阶段?

2023-04-14 07:38:38 文章来源 :网络 围观 : 评论
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  最近朱诺号木星探测器完成了第18次靠近木星,再次传回了惊人的木星照片,让人惊叹于这个伟大的任务。

  下面这几张照片是“朱诺号”拍摄到木星北半球大气层特征,最新视角揭示了“N6喷气流”区域的漩涡云,看上去就像是一幅大自然创作的油画。

  先来说说“朱诺号”是怎么去的火星。“朱诺号”自重有3.6吨,总预算也仅在11亿美元左右。因而只能选择让宇宙神V-551火箭先送离地球,再通过地球引力助推飞向木星,这一过程耗时5年。其实也可以选择用德尔塔4重型火箭加双发半人马上面级,会大大加速,不过发射费用太贵了,4亿美元左右,是宇宙神的2~3倍。

  到了木星,由于需要观测磁层、也要尽量避免磁场的伤害,最理想的是90度倾角探测木星。这就需要精心调整轨道,它的燃料重量在2吨左右,再依靠木星的力量,逐渐调整到了现在这个轨道。这一切,发生在距离地球最近也6亿千米远的木星。不过,最后任务结束后,它也会像卡西尼号探测器跃入土星大气焚毁一样,最终焚毁在木星大气中。

  朱诺号也有一大黑科技,它长长的三根“触角”,其实是巨大的太阳能电池板,每一块8.9米长、2.7米宽,和一辆小客车占地相当。

  木星很远,附近的太阳能密度远低于地球,例如朱诺号的电池板在地球附近可以产生14000瓦级别电能,但是在木星附近这就降低为420瓦,这还是科技进步的结果。它此前的伽利略号木星探测器,那时候光伏技术还没现在这么发达,因而伽利略号使用了放射性同位素电机,也就是使用的是核能。

  因而,对于“朱诺号”而言,一方面是预算有限,在全世界都匮乏钚-238放射性同位素的情况下,只有火星2022这种25亿美元级别的项目才用得起;另一方面太阳能电池技术进步使得木星探测有可能用上太阳能。

  至于为什么“朱诺号”每隔2个月左右才能靠近一次木星,那是因为木星确实是个很可怕的存在,它的内部存在大量液态金属氢,拥有全太阳系第二强的超级磁场,强度仅次于太阳本身,是地球的10倍以上,影响范围远超地球,更别提大量的高能粒子。这对“朱诺号”上携带的大量电子设备将会是一个非常大的挑战。尽管科学家已经用尽一切办法,但朱诺号还是只能在木星强大的磁场干扰下工作几年的时间。因而,朱诺号只能采用大椭圆轨道观测,在靠近木星阶段全力观测,远离时传递数据和调试一起。在保证观测的同时,尽可能降低木星磁场带来的不良影响。

  不过,“朱诺号”其中的一个核心任务就是研究木星磁场,可以从它三个“触角”上其中之一上安装的磁强计看出来。

  除此之外,“朱诺号”还会对木星表面的风暴进行深入的研究,还要深入了解木星的大气成分、内部结构、引力范围等许多内容,帮助人类进一步了解木星。目前,“朱诺号”已经完成了它一半的任务。预计到2021年,“朱诺号”就会被木星强大的磁场摧残得面目全非。2022年,“朱诺号”的最终命运将会是坠向木星的大气,完成自己的历史使命。

  于2022年7月4日抵达木星的NASA朱诺号即将要完成其近一半的科学使命。美国太平洋时间12月21日早上8点49分48秒,这颗探测器将完成其预设32次飞越中的第16次飞越。届时,它将以128,802mph(207,287km/h)的速度飞到这颗星球云顶3140英里(5053千米)处,而这意味着它对木星绘制和数据收集的科学任务进程完成一半。

  2011年8月5日,朱诺号搭载Atlas/Centaur火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地41号发射台发射升空。之后,该探测器花费了近5年时间抵达木星,而在这期间,为了获得能与木星轨道相匹配的足够速度,它在2022年利用引力弹弓飞越地球。

  按照原计划,朱诺号本来是要进入一个为期14天的木星椭圆轨道,然而因为一个阀门故障其引擎不得不作出修正,而这一修正使得朱诺号进入了一个距离在3000英里(5000千米)至500万英里(800万千米)云顶的极地轨道,这使得整个周期时间延长到了53天。这意味着该探测器在外木星系统上花费了过多的时间,为此NASA通过了41个月长的计划以便让该科学任务能够持续到2022年并绕更多轨道完成所需的观测。

  来自马里兰州安纳波利斯太空研究公司的朱诺号副首席研究员Jack Connerney表示:“通过我们的第16次科学飞行,我们将获得木星的完整全球覆盖范围,尽管分辨率较低,极地通道之间的经度为22.5度。而在我们的主要任务--科学飞行的第17次到第32次--的后半段,我们会在每一次的轨道之间准确地飞行一半。这将提供每11.25度经度的行星覆盖范围,它将带来一个显示整颗木星如何运行的更详细图片。”

  而据NASA披露,朱诺号传回的宝贵数据实际上足以让科学家们忙上几十年的时间,他们将通过这些数据去了解木星的大气层、起源、内部结构、磁层以及历史等。

  据悉,朱诺号的科学任务职业生涯将一直持续到2021年。等到2022年,它将因遭受的过多辐射而不再运转,届时它将进入木星大气层摧毁。

  

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