木星擁有巨大的磁層

北京時(shí)間5日中午，經(jīng)歷了5年飛行的“朱諾”號(hào)木星探測(cè)器進(jìn)入木星軌道，開(kāi)展人類歷史上對(duì)木星最深入的觀測(cè)。

“探測(cè)器入軌后，要看它在軌運(yùn)行期間能否經(jīng)受強(qiáng)輻射考驗(yàn)，按計(jì)劃完成20個(gè)月的工作。”航天專家、《國(guó)際太空》雜志社執(zhí)行總編龐之浩在接受采訪時(shí)說(shuō)。

近年來(lái)，火星探測(cè)成為各國(guó)航天活動(dòng)的熱門主題，而對(duì)木星的探測(cè)，最近也得追溯到2007年新地平線號(hào)探測(cè)器的一次飛掠。

那么，木星探測(cè)與火星探測(cè)有哪些不同？“朱諾”號(hào)與她的“前任”“伽利略”號(hào)的使命有什么區(qū)別？我國(guó)在木星探測(cè)方面有何計(jì)劃？

龐之浩介紹，火星與木星有很大不同。在距離上，火星距地球最近約5500萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)超過(guò)4億公里；木星距地球更遠(yuǎn)，達(dá)到6.4億至9.3億公里。

同時(shí)他介紹，火星是巖石星球，只有兩顆衛(wèi)星；木星是氣態(tài)行星，是太陽(yáng)系內(nèi)形成的首顆行星，成分跟太陽(yáng)及其相似，而且其已被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星達(dá)到68顆，因而被比作“小太陽(yáng)系”。“對(duì)木星進(jìn)行探測(cè)，有助于加深對(duì)太陽(yáng)系的了解。”他說(shuō)。

“朱諾”項(xiàng)目首席科學(xué)家斯科特·博爾頓認(rèn)為，了解木星有助于進(jìn)一步了解所有星體，可以追溯太陽(yáng)系歷史的源頭，了解什么促成了行星的生成，為什么行星的成分和太陽(yáng)有區(qū)別等。

20世紀(jì)70年代，人類就開(kāi)始探測(cè)木星，已發(fā)射先驅(qū)者10號(hào)、11號(hào)，旅行者1號(hào)、2號(hào)等8個(gè)探測(cè)器。但龐之浩表示，其中大部分只是“路過(guò)”木星，順便獲取圖像和數(shù)據(jù)。

首個(gè)用于專門探測(cè)木星、幫助人們深入了解木星的，是1989年發(fā)射的“伽利略”號(hào)木星探測(cè)器。它于1995年12月抵達(dá)木星環(huán)繞軌道，對(duì)木星大氣開(kāi)展了近8年的研究，最終墜入木星大氣層焚毀。由于還肩負(fù)著探測(cè)木星衛(wèi)星的使命，同時(shí)出于對(duì)木星輻射的忌憚，伽利略號(hào)的軌道很高，距離木星約20萬(wàn)公里。

龐之浩介紹，“朱諾”號(hào)與“伽利略”號(hào)的任務(wù)頗有不同。

在軌道設(shè)計(jì)上，“朱諾”號(hào)為了近距離探測(cè)木星，精心選擇了一條可以避開(kāi)強(qiáng)輻射區(qū)域的橢圓形極地軌道，最近離木星云層不到5000公里，遠(yuǎn)木點(diǎn)高度約為1.88萬(wàn)公里。在如此近的距離下，“朱諾”號(hào)的核心任務(wù)之一是要探測(cè)木星內(nèi)部，看木星究竟全部由氣體構(gòu)成，還是擁有被大氣包裹的核心。此外還要對(duì)木星的大氣、磁場(chǎng)、引力等進(jìn)行探測(cè)。

除了用軌道躲避輻射，“朱諾”號(hào)還采用了鈦合金防輻射屏蔽裝置。該裝置大小相當(dāng)于一輛SUV，如同一件盔甲，將“朱諾”號(hào)的中央控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等20個(gè)重要的電子設(shè)備嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的罩在里面，使其免受輻射影響。

此外龐之浩表示，在過(guò)去所有距離遠(yuǎn)于火星的探測(cè)任務(wù)中，探測(cè)器都采用了核電源，而“朱諾”號(hào)仍使用了太陽(yáng)能，主要原因是要降低成本、縮短研制周期，同時(shí)也為了更加環(huán)保。因?yàn)榘凑沼?jì)劃，“朱諾”號(hào)圍繞木星運(yùn)行20個(gè)月以后將撞向木星，如果用核能，有可能對(duì)蘊(yùn)藏生命的木星衛(wèi)星造成污染。

盡管木星距地球很遠(yuǎn)，但龐之浩認(rèn)為在測(cè)控方面無(wú)需擔(dān)心。他說(shuō)，美國(guó)在本土、澳大利亞和歐洲分別建設(shè)了深空測(cè)控站，無(wú)論地球轉(zhuǎn)到哪個(gè)方向，都能完成對(duì)探測(cè)器的測(cè)控。“美國(guó)現(xiàn)在還能測(cè)控旅行者一號(hào)探測(cè)器，它跟地球的距離達(dá)190億公里。”他說(shuō)。

木星與著名的伽利略衛(wèi)星--歐羅巴

鑒于探測(cè)木星意義重大，我國(guó)科學(xué)家在已經(jīng)出版的《2016—2030年空間科學(xué)規(guī)劃研究報(bào)告》中，也提出了木星系統(tǒng)探測(cè)計(jì)劃。

記者了解到，該計(jì)劃的基本科學(xué)目標(biāo)包括研究木星磁層結(jié)構(gòu)，木衛(wèi)二大氣模型，木衛(wèi)二表面冰層形貌及厚度，金星、地球、木星間的太陽(yáng)風(fēng)結(jié)構(gòu)。

同時(shí)計(jì)劃中還提出對(duì)地球生命的地外生存狀態(tài)及演變特性進(jìn)行研究，指出要開(kāi)展木星系統(tǒng)探測(cè)器在行星際飛行期間，以及木星系統(tǒng)探測(cè)期間的微型遙測(cè)遙控生物試驗(yàn)，觀測(cè)并研究地球生命在不同空間段的生命狀態(tài)、適應(yīng)性反應(yīng)及變化過(guò)程。

“希望在時(shí)機(jī)成熟后，這項(xiàng)計(jì)劃能早日實(shí)施。”龐之浩說(shuō)。