朱诺号抵达木星

在一次生死攸关的发动机点火后,有史以来第二个绕木星运行的探测器正准备彻底改变我们对这颗巨行星的看法 

An illustration of Juno in orbit around Jupiter

这张艺术家概念图展示了美国宇航局的朱诺号探测器在木星的情景。朱诺号于2016年7月4日成功进入木星轨道,其任务是比以往任何时候都更深入地探测这颗巨行星的深处。

美国加利福尼亚州帕萨迪纳—美国宇航局的朱诺号探测器已成功进入木星轨道。太平洋时间晚上 8:53,地面控制人员接收到 2,327 赫兹的遥测音调——相当于钢琴键盘上最高的 D 音符——表明朱诺号 35 分钟的发动机点火已使探测器减速到足以滑入这颗巨行星的引力怀抱。朱诺号于 2011 年发射,开始了近五年的星际航行,是继伽利略号任务(从 1995 年到 2003 年探索这颗巨行星)之后,有史以来第二个绕木星运行的探测器。在被捕获进入轨道期间,朱诺号仅在木星云层顶部上方 4,490 公里处掠过,距离如此之近,以至于这颗行星占据了天空的一半。即便如此,木星仍然非常巨大,以至于同行的宇航员只能看到这颗行星云雾笼罩的面貌的约 5%。

晚上 9:50,随着探测器将其太阳能电池阵列重新指向太阳,机动正式完成。“在我们再次指向太阳之前,我不会呼气,”朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿在当天早些时候的新闻发布会上说道。

探测器从星际空间以大约晚上 7:30 的速度俯冲进入木星北极上空,随着它越来越深入行星的引力场,速度越来越快。就在两天前,它相对于木星的速度是每秒 9 公里;昨天中午,每秒 12 公里;到火箭点火时,每秒 54 公里。点火仅降低了其速度 1%,但这已经足够了。(理论上,探测器在晚上 8:38 被行星捕获,大约在点火的中途,但确认是在稍后才到来的。)在如此接近木星的上层大气层掠过后,探测器在大约晚上 9:30 从行星云层顶部重新升起,进入一个环形、细长的轨道,延伸至 810 万公里。


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如果不是朱诺号的发动机点火,木星的引力场会将探测器以几乎与其接近速度相同的速度吐回星际空间的深处。科学家和工程师们并没有试图向公众保证这种意外事件永远不会发生,而是花了一天的时间警告记者们注意这一点。喷气推进实验室的辐射监测团队负责人海蒂·贝克尔在周一早些时候的新闻发布会上说:“朱诺号正在进入最可怕的地方中最可怕的部分。”朱诺号在木星上经历的考验充满了灾难的可能性:探测器可能被强烈的磁场(在那个距离,强度是地球的 20 倍)、电离辐射(总剂量为 265 拉德——足以杀死一个人)、来自木星环的尘埃粒子(主发动机完全没有屏蔽)或太阳能电池阵列无法重新定向到太阳而导致的电力损失击毁。

现在,在朱诺号能够通过其主天线恢复高速通信之前,控制人员必须使其与地球完美对齐,并抑制任何晃动运动,首先通过发射推进器,然后稍微弯曲太阳能电池板以微调探测器的方向。在上周将所有科学仪器置于预防性休眠状态后,任务控制人员正准备在周三重新启动它们。即便如此,科学家们也不期望在 8 月 27 日之前获得任何像样的图像或戏剧性的发现,届时探测器将绕过其第一个轨道并再次靠近行星。(正式来说,轨道在探测器到达其最远距离或“远木点”时开始,它在 7 月 27 日首次到达远木点。因此,下一次最近距离接近将被视为第一个轨道的中途。)

下一个令人紧张的时刻将发生在 10 月 19 日,届时主发动机计划最后一次点火,将探测器送入 14 天的测绘轨道。如果一切顺利,科学家们终于可以停止为特定的里程碑而烦恼,而是为朱诺号不断升级的辐射剂量而失眠。最初,探测器的极地轨道(它躲避在辐射带下方)最大限度地减少了剂量,但由于木星引力场的扭矩,轨道会随着时间推移而发生变化。随着轨道的变化,朱诺号将以更陡峭的角度接近行星,穿过更强烈的辐射区域,使其暴露量增加十倍。尽管被屏蔽在钛金库中,但探测器的仪器将逐渐被“煮熟”。目前,朱诺号已经逃脱了以爆炸结束的命运,但它无法避免以呜咽声结束。

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