木星擁有巨大的磁層

北京時間5日中午，經(jīng)歷了5年飛行的“朱諾”號木星探測器進(jìn)入木星軌道，開展人類歷史上對木星最深入的觀測。

“探測器入軌后，要看它在軌運行期間能否經(jīng)受強輻射考驗，按計劃完成20個月的工作。”航天專家、《國際太空》雜志社執(zhí)行總編龐之浩在接受采訪時說。

近年來，火星探測成為各國航天活動的熱門主題，而對木星的探測，最近也得追溯到2007年新地平線號探測器的一次飛掠。

那么，木星探測與火星探測有哪些不同？“朱諾”號與她的“前任”“伽利略”號的使命有什么區(qū)別？我國在木星探測方面有何計劃？

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5500萬公里，最遠(yuǎn)超過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，是太陽系內(nèi)形成的首顆行星，成分跟太陽及其相似，而且其已被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星達(dá)到68顆，因而被比作“小太陽系”。“對木星進(jìn)行探測，有助于加深對太陽系的了解。”他說。

“朱諾”項目首席科學(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有區(qū)別等。

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

首個用于專門探測木星、幫助人們深入了解木星的，是1989年發(fā)射的“伽利略”號木星探測器。它于1995年12月抵達(dá)木星環(huán)繞軌道，對木星大氣開展了近8年的研究，最終墜入木星大氣層焚毀。由于還肩負(fù)著探測木星衛(wèi)星的使命，同時出于對木星輻射的忌憚，伽利略號的軌道很高，距離木星約20萬公里。

龐之浩介紹，“朱諾”號與“伽利略”號的任務(wù)頗有不同。

在軌道設(shè)計上，“朱諾”號為了近距離探測木星，精心選擇了一條可以避開強輻射區(qū)域的橢圓形極地軌道，最近離木星云層不到5000公里，遠(yuǎn)木點高度約為1.88萬公里。在如此近的距離下，“朱諾”號的核心任務(wù)之一是要探測木星內(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。此外還要對木星的大氣、磁場、引力等進(jìn)行探測。

除了用軌道躲避輻射，“朱諾”號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”號的中央控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等20個重要的電子設(shè)備嚴(yán)嚴(yán)實實的罩在里面，使其免受輻射影響。

此外龐之浩表示，在過去所有距離遠(yuǎn)于火星的探測任務(wù)中，探測器都采用了核電源，而“朱諾”號仍使用了太陽能，主要原因是要降低成本、縮短研制周期，同時也為了更加環(huán)保。因為按照計劃，“朱諾”號圍繞木星運行20個月以后將撞向木星，如果用核能，有可能對蘊藏生命的木星衛(wèi)星造成污染。

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

木星與著名的伽利略衛(wèi)星--歐羅巴

鑒于探測木星意義重大，我國科學(xué)家在已經(jīng)出版的《2016—2030年空間科學(xué)規(guī)劃研究報告》中，也提出了木星系統(tǒng)探測計劃。

記者了解到，該計劃的基本科學(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、木星間的太陽風(fēng)結(jié)構(gòu)。

同時計劃中還提出對地球生命的地外生存狀態(tài)及演變特性進(jìn)行研究，指出要開展木星系統(tǒng)探測器在行星際飛行期間，以及木星系統(tǒng)探測期間的微型遙測遙控生物試驗，觀測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)及變化過程。

“希望在時機成熟后，這項計劃能早日實施。”龐之浩說。