本报北京7月5日电(中国青年报·中青在线记者 叶雨婷 实习生 张康喆)北京时间7月5日13时,美国宇航局召开新闻发布会,宣布“朱诺”号木星探测器(以下简称“朱诺”)成功进入环绕木星轨道,将展开木星探测任务。
据悉,“朱诺”是美国宇航局新疆界计划(New Frontiers)系列支持的第二项深空探测计划,前一项是去年7月飞越冥王星的新视野号任务。新疆界系列旨在支持发展中等规模的行星探测任务。2011年8月5日,“朱诺”由一枚宇宙神-V551型火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,踏上远征木星之旅。
木星的英文名字是“朱庇特”(Jupiter)。在罗马神话中,朱诺是众神之王朱庇特的妻子,据说朱庇特喜欢用云雾把自己隐蔽起来,而朱诺是唯一能透过迷雾看到他真身的神。如今,经历了27亿公里的旅程,女神“朱诺”终于来到丈夫身边,试图为人类解开“朱庇特”的神秘面纱。
中国科学院国家天文台行星科学家郑永春博士在接受中国青年报·中青在线记者采访时表示,“朱诺”经过了58个月的太空飞行后进入环绕木星的轨道,它现在已经成为环绕木星的一颗人造卫星了。
郑永春介绍,入轨后,“朱诺”要经过几次轨道调整。目前进入的轨道是一个53.5天的轨道,而后将进入14天的木星探测工作轨道,“经过轨道调整,把大椭圆轨道调整为圆形轨道”。这次相逢,“朱诺”将与“爱人”相处595天。
“就像我们看到的西瓜皮上的一道道花纹一样,通过不断的环绕,‘朱诺’将把整个‘西瓜’完全覆盖,获得木星全球的探测资料。”郑永春说。
然而,在揭开“爱人的迷雾”时,“朱诺”也将经历重重考验。据了解,木星拥有太阳系各大行星中最强大的磁场,其强度比地球磁场强2万倍以上。在木星附近强大磁场作用下,大量带电粒子被困在其中,形成强烈的辐射带。
郑永春说道,在探测过程中,“朱诺”会不断穿越木星的一些强辐射地区,这对朱诺号上的科学仪器和电子元器都会有很强的损害。
为了防止强辐射对探测器的破坏,朱诺号在顶部使用了1厘米厚的钛合金板作为防护。郑永春表示,这可以把核心的科学仪器和电子元器保护起来,减少辐射量。此外,选择的电子元器件都是抗辐射的电子元器件,能够保证其运行更久。然而,即使有这样的防护措施,“由于我们对木星辐射了解不够,因此无法预测设备能运行多长时间”。
首次与“爱人”团聚的“朱诺”,作为继伽利略号之后第二个专门探测木星的探测器,她的主要任务是全面探测木星的大气层、磁层、等离子体、内部结构、重力场,研究木星系统的起源和演化,以及太阳系早期的历史。借助磁强计、光谱仪、微波辐射计等科学仪器,“朱诺”将调查木星是否存在固体岩核,绘制木星磁场强度分布图,测量木星深层大气中的氢/氧比值,观测木星上的极光现象和等离子体。
郑永春认为,探测木星有十分重要的意义。“太阳系形成早期有大量的氢和氦,但这些原始大气成分在地球上已经消失殆尽。而木星上则比较完整地保留了这些气体,通过对木星的探测,可以了解太阳系早期的物质组成。”
深空探测任务如何造福人类?郑永春认为,“首先,深空探测将扩大人类的知识疆界,通过对未知世界和未知领域的探索,重塑我们对太阳系和宇宙的认知,从而改变我们的世界观和宇宙观。其次,‘朱诺’是一个技术上非常复杂的航天器,其中涉及到大量的高精尖技术,包括仪器设备的轻量化、小型化、集成化、低功耗等技术,以及抵抗强烈太空辐射的技术,对高新技术起到了有力的牵引作用。这些技术通过向民用和其他经济领域的转化,将产生实实在在的经济价值。”
然而,在任务结束后,“朱诺”并不会回到地球。郑永春表示,除了采样返回地球的任务之外,大多数深空探测器发射后将不再回到地球,因为这“会大大增加研发成本,而且也带不回足够价值的信息”。据悉,“朱诺”的考察任务预计将在2018年2月20日结束,由于“朱诺”可能携带有地球上的微生物和剧毒燃料,因此其结局只能是主动受控坠入木星大气层焚毁。
事实上,中国作为日益崛起的航天大国,在深空探测领域也雄心勃勃。在探月工程获得成功的基础上,我国将在2020年左右开展自主火星探测。
2016年3月,中国科学院国家空间科学中心发布《2016-2030空间科学规划研究报告》和其他一些科研报告中曾经提到中国将开展对木星系统的探测。对此,郑永春也表示,“据我了解,有些科学家有这方面的设想,但目前还没有任何进入国家层面的计划。”