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飞向太空的人类文明

2018-05-14宁靖

百科探秘·航空航天 2018年6期
关键词:朱诺伽利略木星

宁靖

很高兴在遥远的小行星带之外还能遇到你,我的朋友。我一眼就能够看出,你来自我的故乡——地球。跨越过小行星带,你可能对这里的环境有些不适应。因为相较于有大量探测器造访的水星、金星、火星和月球,小行星带外存在的探测器屈指可数,在我之前,只有伽利略号探测器到过木星。而早在2003年——我到达这里的13年前——它就已经坠入木星大气层,我即使睁大了眼睛去看,也找不见它的踪影。所以,现在只有它的名字在这里陪伴着我。

你可不要小瞧这个名字,在天文学上,“伽利略”这个名字可有划时代的意义!伽利略发明了天文望远镜,并用它率先观测了月球、木星和土星。为了表示对这位天文学家的纪念,人们把四颗最大的木星卫星起名为“伽利略卫星”。同样也是出于纪念,人们把第一颗向木星发射的探测器也命名为“伽利略号”。

什么,你问我嫉妒吗?不不不,虽然我的名字代表希腊神话中最善妒的女神,但我并不嫉妒。我的名字叫作朱诺号,它的来源可比伽利略号有意思多了!木星的英文名叫作朱庇特(Jupiter),在罗马神话中,朱庇特是万神之王,可能大家更熟悉他在希腊神话中的名字——宙斯。宙斯的妻子神后赫拉对他管得很严,甚至有一次为了躲避赫拉的管束,宙斯变成了一片云。不过这并没有起到什么作用,赫拉十分轻松地就看穿了云雾,认出了宙斯的真身。而赫拉的罗马名就叫作朱诺,科学家们给我取这个名字,显然是希望我能够透过木星厚厚的云层,勘测到这颗星球的全貌!对了,我身后的小行星带中同样也存在着一个“朱诺”,它就是矮行星婚神星,但是除了名字之外,我们之间并没有什么关系,你可不要搞混哟!

木星是太阳系内最大的一颗行星,用众神之王的名字命名它当之无愧。有别于你们之前游历的几颗类地行星,从木星开始,你接触的都将会是巨大的气态巨行星了。气态巨行星的最显著特点就是主要成分不是固体。木星的主要成分为氢和氦,并被一层浓密的大气层所包围。还记得你们曾游历的金星同样也是被厚厚的大气层包裹着,看起来就像一颗鸡蛋黄吗?木星可不一样,它的外表哪怕是从地球上看也很有辨识度:数条平行于赤道的云带,再加上大大小小的红斑,看起来十分美丽。如果你能够像我一样近距离观察的话,就会发现木星大气中充满了稠密活跃的云系,各种颜色的云层像波浪一样激烈翻腾着,甚至还有闪电和雷暴呢!

不过,你可不要小瞧这些云带和大红斑,它们都是木星大气活动的证明,大红斑就是一个巨大的旋涡,足足可以容纳好几个地球。这样波诡云谲的大气现象就是木星上的常态,你们说,如果没有赫拉(朱诺)一样锐利的双眼,我又怎能完成科学家们布置给我的科研任务呢!

好啦,说了这么多关于木星的事,是时候正式介绍一下我自己了!我的全名是朱诺号木星探测器,国籍为美国,由洛克希德·马丁公司建造,我的探测任务则由NASA下属的喷气推进实验室(JPL)全权负责。我是NASA“新疆界”计划实施的第二个探测项目,这个计划的第一个项目就是大名鼎鼎的新视野号探测器,它曾经在2015年成功地拍摄了冥王星的高清照片。虽然我没有新视野号飞得远,但我的能力也不差,毕竟飞向木星也不是个简单的差事。

跟大多数探测器一样,帮助我飞向木星的主要动能不是那约2 000千克自带的推进剂,而是行星的引力。为了最大限度地利用能源,科学家们给我安装了三片巨大的太阳板,每块宽2.7米,长10米。这些“太阳能翅膀”展开后,我的形象像极了一个巨大的风车——一个足足有篮球场大小的风车!这些太阳能板可提供14千瓦的电力,但进入木星轨道后,这个数字就下降到了400瓦,只够点亮少量电灯泡。因此,我的科学仪器和机载计算机都是高度节能的,同时研究团队还为我精心设计了环绕木星运行的轨道,使太阳能板尽可能多地接收阳光。

实际上,探测木星最大的困难并不是它的大气状况,而是致命的辐射。前辈伽利略号足足工作了八年,就是因为距离木星太远。但是我可不一样,科学家们决定冒一次险,让我跟木星来一次近距离接触!不,不止一次。科学家们给我设计了一条特殊的轨道,并不环绕木星而行,而是每隔一段日子接近一次它的极地地区。天文学家使用美国新墨西哥州的甚大射电望远镜阵(VLA)对木星周围的同步辐射进行了观测。他们发现,从半径约7万千米的木星云顶之上,到环形辐射带之间尚有数千千米的缝隙,如果能从木星两极俯冲而下,准确地穿过这个缝隙,就可以既规避了强辐射对电子器件的伤害,又能通过几乎紧贴木星表面的飞掠,获取到最高分辨率的木星探测结果。由于木星巨大的引力作用,我成为人类历史上飞行速度最快的探测器,速度超过70千米/秒,在如此高速之下,精准地一次又一次穿越木星唯一的弱辐射区,我都禁不住要为自己鼓掌了!

当然,除了精密计算下的轨道之外,我还有其他的防备措施:

我的心脏,是RAD750抗辐射处理器。它让我能够承受100万倍于足以致人死地的辐射剂量,在木星周围的狂暴环境中,预计15年才会出现一次“蓝屏”。

我的铠甲,是1厘米厚的金属钛壳,总重180千克。绝大部分科学仪器在钛壳的保护下,遭受的辐射强度可以减弱800倍。

我的姿态保持,没有采用成熟的反作用飞轮方案,而是采用略显复古的自旋稳定方案,以减轻发射质量,为更厚实的钛壳、更多的科学仪器和更充沛的推进剂让出空间。

全副武装之下,我终于出发了! 2011年8月5日12时25分,宇宙神-5火箭带着我发射升空,我正式开始了飞向木星的行程。2016年7月4日,我终于抵达了木星的极地轨道。计划中,我将会深入探测木星36次,深入观测整个木星的情况,还可以近距离仔细观测木星的极区。2017年5月,我的首批重要探测成果出炉:木星的北极堪称一片“混乱的风暴”,在木星的两极存在数十个直径数百千米的气旋,还有绵延数千千米、无法识别的天气系统,这与木星的赤道区域有很大区别;我还获取了木星表面巨大气旋的图片,其直径达1400千米:而木星的氨云渗透到了距离木星云顶大约几百千米的深处。

我的最新探测成果,就是2018年2月7日近距离飞越这颗气态巨行星时拍摄的木星南极,那片湛蓝的海洋真是让人着迷。不过,虽然现在跟你们聊天看起来很轻松,但实际上木星正在一步步把我推向辐射带的烈焰。尽管有钛壳护体,也不是所有的科学载荷都能挨得过辐射带的炙烤。在最坏情况下,木星红外极光测绘仪(JIRAM)可能在第8次近距离接触木星之后就将报销,微波辐射计(MWR)也可能只能活到第11次近距離接触。我携带的唯一一台可见光相机的画质也会变得越来越粗糙,直到被坏点和噪声填满……甚至我强健的心脏也终将不敌木星辐射带的威力。终有一天我会心衰而亡,成为飘荡在木星周围的尸骸。当我生命终结的时候,我就不能再在木星周围做一个飘荡的守护者了,按NASA行星保护守则规定,我必须受控烧毁在木星浓密的大气层之中!因为我携带着剧毒燃料,如果在木星周围飘荡,一旦失控并偶然坠毁在木星的卫星上,将会污染它们可能孕育生命的冰下海洋。为了行星环保事业,我死得其所!

不过不要悲伤,朱诺在朱庇特的怀抱中离去,从此永不分离,也不失为一件美事,你说是吗?

我是朱诺号木星探测器,这是我的故事。

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