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  朱诺号木星探测器是美国宇航局“新疆界计划”实施的第二个探测项目(第一个项目是已于2006年发射的新地平线号探测器)。“朱诺”由美国洛克希德·马丁公司建造,宇航局下属喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。

  2011年8月5日12时25分,朱诺号木星探测器从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角点火升空,开始踏上远征木星之旅。

  2016年1月13日下午2点(北京时间1月14日凌晨3点),美国朱诺号打破依靠太阳能提供能源的探测器最远航行记录,当时它距离太阳约7.93亿千米,相比较地球到太阳的距离只有约1.5亿千米。

  北京时间2016年7月5日中午,美国宇航局召开新闻发布会,宣布已在太空飞行4年11个月的“朱诺”号成功进入木星轨道,这是自2003年“伽利略”号结束木星探测任务以后,13年来首颗绕木星工作的探测器。

  名称由来

  探测器的名字“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。

  探测历程

  朱诺号木星探测器总巡航距离超过7亿1600万公里,速度将超过165000英里每小时(约264000km/h)。在一个地球年的时间里,它会环绕木星33次。

  2011年8月5日升空之后,朱诺号的巡航路线会先从地球进行重力助推,在两年后(2013年10月)再会合地球。

  “朱诺”在2011年8月5日12时25分由“宇宙神”-5火箭发射,“因为地球和木星必须处于适当的位置,这样才能使“朱诺”到达目的地。探测器将于2013年10月利用地球引力飞往木星,预计2016年到达木星轨道,调查木星上冰岩芯是否存在;确定木星上水的含量;大气中氨的含量;研究木星大气对流情况以及探讨木星磁场起源和极地磁层任务计划于2017年10月结束。探测木星期间,探测器将在那里遭受到强烈宇宙射线的照射,强度超过太阳系内除了太阳以外任何有探测器造访过的地方。按照计划,朱诺号抵达木星,它将围绕这颗气态巨行星的轨道运转一年时间,任务期间一共围绕木星飞行33圈,采用极轨轨道在北极到南极之间绕转飞行。这艘飞船上一共搭载了8台载荷设备,用于考察木星的大气层,引力场以及磁场。

  2015年7月,美国宇航局发布了一则消息,已经在行星际空间中飞行四年的“朱诺”号探测器预计在2016年7月4日抵达木星。

  2016年,它将会进行切入轨道点火,将速度减慢后进入周期为11天的极轨道。

  2016年1月13日下午2点(北京时间1月14日凌晨3点),美国朱诺号打破依靠太阳能提供能源的探测器最远航行记录,当时它距离太阳约7.93亿千米,相比较地球到太阳的距离只有约1.5亿千米。[4]

  美国国家航空航天局(NASA)发布消息称,朱诺号木星探测器将于美国东部时间7月4日晚进入木星轨道,结束其将近5年的长途旅行。

  中新网7月5日电 据外媒报道,北京时间5日,美国宇航局“朱诺”号探测器成功进入环绕木星轨道,将展开探寻木星起源的任务。

  功能配置

  “朱诺”由美国洛克希德·马丁公司建造,宇航局下属喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。“朱诺”是美国宇航局“新疆界”计划实施的第二个探测项目。

  “朱诺”号探测器携带着3块太阳能板,每块宽2.7米,长10米,大小相当于拖拉机的拖车。升空后一个小时内,3块太阳能板将慢慢展开,这让“朱诺”号看起来像一台巨型的风车,媒体形象地把这3块太阳能板称为“太阳能翅膀”。2017年4月,也就是环绕木星轨道飞行9个月后,“朱诺”号将超过欧洲航天局的“罗塞塔”号彗星探测器,成为单纯依靠太阳能动力飞行里程最长的航天器。

  “朱诺”号太阳能板可提供14千瓦的电力,但进入木星轨道后,提供的电力仅为400瓦,只能点亮少量电灯泡。因此,“朱诺”号上的科学仪器和机载计算机均高度节能,同时研究团队还为“朱诺”号精心设计了环绕木星运行的轨道,使其尽可能多地接收阳光。

  携带设备

  探测设备

  “朱诺”上装有9台探测设备,包括一部广角彩色摄像机,可以向地球发回彩色图像。当朱诺号进入轨道后,红外线及微波探测仪器将会测量来自木星大气层深处的热辐射源。这些观测将会补充

  及证实先前对木星成分的研究包括探测水及氧的分布。此外,这也会帮助了解木星的起源。朱诺号也会研究造成木星大气层诸多形态及现象的环流。同时,其他仪器会对木星的引力场及两极磁层的数据进行采集。整个朱诺号任务安排在2017年10月完毕届时探测船将已环绕木星33圈,最后会离开轨道并堕入木星中。

  这种太阳能电池板具有高效的光能利用率,这也决定了其尺寸庞大:长度达到8.9米,宽度2.7米。足以为五只标准灯泡提供电力,如果太阳能电池板面对太阳的角度进行优化,最大可产生12-14千瓦的电力。

  由于木星以及卫星附近具有强大的高能粒子场,辐射强度超过除了太阳以外任何有人类探测器到达过的地方,辐射带由木星赤道开始,穿过木卫二欧罗巴,向外拓展650000公里所以包括太阳能电池板在内的各种外设和内设都要做好各种屏蔽辐射的处理以承受强烈的X射线的照射。

  朱诺还将使用其通讯设备考察木星的重力场,这是其"重力科学实验"项目的一部分。通过发射信号回地球并观察其多普勒效应,科学家们将能够考察木星重力场对信号的影响。

  教育计划

  作为公众教育计划的一部分,朱诺探测器还将携带3个乐高玩偶一起飞向木星,这三个小人分别是罗马神话中的天神朱庇特(注:Jupiter,即英语中的木星),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,他对木星的观测做出过重要的开创性贡献,包括发现了木星的4颗最大的卫星,它们现在被称为"伽利略卫星"。

  事实上,首颗围绕木星运行的探测器便被命名为"伽利略号",除此之外,此次朱诺探测器还将携带一块由意大利航天局提供的伽利略箴言铭牌,上面有伽利略的头像,以及当年伽利略观测木星时纪录的笔记原文。

  朱诺飞船的科学载荷

  朱诺飞船携带的载荷中包括29台感受器,它们将数据传输给9台载荷。其中的8台科学载荷——包括MAG,MWRz,重力科学,WAVES,JEDI,JADE,UVS以及JIRAM设备被归为科学载荷;最后一个JunoCam相机则主要是一台用于教育和公众宣传目的的载荷。

  由于朱诺采用的是大椭圆轨道,在其运行时有时候会距离木星很远,有时候则会很近,因此绝大部分的科学探测任务将在轨道上最接近木星的大约3个小时内进行,当然在轨道上其他位置时也会进行校准、一些远距离观测以及磁场探测等科学探测工作。

  早在1989年,美国已经发射过一枚“伽利略”号探测器,它在1995年抵达木星,开始围绕木星旋转。为了研究木星大气构成,“伽利略”号探测器还向木星释放了一颗大气探测器。这颗探测器“命运悲惨”,在进入木星大气1个小时后,就在与木星大气距离的摩擦和强大的压强下被摧毁了,科学家预测它可能直接被融化甚至蒸发,彻底消失在木星大气中。这也将是“朱诺”号最终的命运。

  虽然人类之前已经发射过“伽利略”号探测器对木星进行过近距离观测,但是木星仍有磁场、大红斑、核心成分等未解之谜。“朱诺”号此次将携带磁强计、微波辐射计、高能粒子探测器等科学设备对木星进行观测研究。

  最后,木星拥有67颗卫星,数量在8大行星中居首。其中木卫二表面存在水,这令科学家怀疑木卫二上是否有原始生命形态存在。

  今天,朱诺号就将被木星的引力俘获,成为一颗极地轨道卫星。在为期大约一年的探测后,朱诺号将坠入木星大气,完成自己的使命。不过我们并不能实时看到图像。之所以选择这样的宿命,是因为科学家担心朱诺号可能污染存在原始生命的卫星。距离延时加上信号带宽太小,我们只能静静等待8月份传回的图像,那将是木星有史以来最清晰的“自拍照”。

  数百年来人们一直在尝试对这颗星球进行研究,但关于这颗气态巨行星,我们仍然有很多基本的问题有待解答。

  木星是如何形成的?木星大气中含有多少水和氧气?木星的内部结构究竟如何?木星的自转更加符合刚体转动,还是在内部不同深度上存在不同速度的自转?木星拥有固态内核吗?如果有,这个内核有多大?木星强大的磁场是如何形成的?木星云层顶部所见的很多大气结构向下延伸多多深,它与木星大气深部运动之间有何关联?木星极光产生的机制是什么?

  巨大星球厚厚的云层和剧烈的风暴下方,依旧隐藏着许许多多有关这颗巨大行星的身世,以及整个太阳系形成历史的未解之谜,这些让人类困惑的问题,朱诺将一一讲给我们。

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标签: 朱诺号木星探测器

贡献者:李惊艳

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