歷經14年,行程46億公裡,細說伽利略號的木星探索之旅

2020-12-22 會思考的宇宙塵埃

2003年9月21日,一個不同尋常的日子,著名的木星探測器伽利略號,結束了對木星長達14年的太空之旅,以一種自殺的方式進入了熟悉的木星大氣層,完美的結束了對木星的探測之旅。

在伽利略號團隊的科學家眼中,伽利略號不再是一個冰冷的機器,而像他們的孩子一般。許多參與伽利略號的科學家都留下了眼淚。伽利略號就像一個不懂事的孩子,一開始就帶來了許多的煩惱,曾經被指責航天史上最昂貴的失敗,但是,浪子回頭,發回了許多關於木星的資料,徹底改變了人們對木星、對太陽系的認識。

走向太空一波三折

伽利略號的籌備計劃始於1978年,原計劃發射日期是1982年,然而,由於經費、飛行設計修改,使得發射推遲;到了1986年時候,又發生了挑戰者號太空梭爆炸的事情,又不得不推遲兩年,直到1989年10月18日,伽利略號終於發射了,但受到太空梭爆炸的影響,NASA否定了使用火箭推進器的方式,採用了更為保守的行星引力加速前往木星,雖然節省燃料,但是,也花費時間。

6年後,1995年12月7日,終於到達了木星的軌道,然而,一切才是剛剛開始,伽利略號產生了嚴重的故障,主天線沒有打開,這直接威脅到對地球數據的傳輸,科學家嘗試用其他方法也沒有打開,最終,只能壓縮數據,使用副天線傳輸。

另外一個故障是錄音機的故障,曾經在倒帶的過程中卡住了15個小時,之後,科學家都找到了相應的處理方案。伽利略號團隊靈活解決所發生的一些故障,也是伽利略號取得成功的關鍵。

伽利略號的裝備

伽利略號的研製經費高達13.6億美元,在探測器上裝備了許多專業的儀器。整個探測器的總重量為2.223噸,分為軌道器和再入器兩部分,軌道器上主要是環繞木星飛行,大部分科學儀器也在軌道器上,包括固態成像相機,近紅外測繪光譜儀,紫外光譜儀,光偏振計輻射儀,磁力計,高能粒子檢測器,等離子體研究,等離子體波子系統,粉塵檢測器,重離子計數器,研究木星的磁場、雲層、大氣等,還負責拍照。

再入器負責深入木星大氣內部,攜帶測量大氣的各種科學儀器,雖然,也考慮了對木星大氣層中惡劣條件,加強了防護,比如使用了佔再入器三分之二質量的防護外殼,但是,在降落57分鐘之後,被木星大氣層熱力燒毀。但是,還是傳回了許多關於木星大氣層的數據。這有點像蘇聯的金星計劃中著陸器,在金星著陸時間不過1-2小時左右,然而,都爭分奪秒地探測到了重要數據。

伽利略號的發現

1994年7月,蘇梅克-列維9號彗星被木星地引力吸引,撕成20多塊碎片,最終撞上了木星,這個時候,伽利略還在前往木星地途中,依然拍下了很多照片,讓人類近距離看到了世紀慧木大相撞。

伽利略號測量了木星的磁場和大氣層,獲得了第一手的數據。當然,伽利略號最大的發現還是在木星的衛星上,在木星的衛星木衛二歐羅巴上,通過對木衛二地磁北極點的研究發現,科學家猜測木衛二地表之下存在水層,這也引發了人們對於木衛二是否存在生命的猜測。

科學家甚至猜測木衛二的表面是一個冰層,在冰層之下,可能是一個覆蓋全球的流動的海洋,深度達50千米,這就產生了生命存在的猜測。

為什麼選擇烈火焚身

伽利略號是一個勞苦功高的探測器,歷經14年,環繞木星34次,在太空中飛行46億公裡,它也成為了NASA發射的最成功的探測器之一。

在這背後,伽利略號核動力電池功不可沒,22.7公斤的放射性鈾-238,連續為探測器供電14年之久。伽利略號選擇結束探測生涯的一個原因便是核動力電池將要用完。而為什麼要衝入木星呢?

伽利略號衝入木星,烈火焚身,可以避免留在原來的軌道上撞向木衛二,而木衛二則是伽利略號發現的有可能存在生命的星球,影響那裡可能已經產生的或沒有產生的生命。

伽利略號後繼有人

NASA之後發射了朱諾號木星探測器繼續著伽利略還沒有完成的探測任務,朱諾號在2011年發射,到目前為止,還在進行著延長的任務,人類對木星的認識也會在不斷地探索過程不斷增加。

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