「朱諾」差點死在木星的影子裡

2021-02-15 星空天文

一枚探測器的自我救贖。

「朱諾」的環木星軌道是一個個高度偏心的橢圓。NASA / JPL

近日,正在木星附近執行考察任務的「朱諾」探測器進行了一次計劃外的軌道機動,目的竟是為了「自救」,以免其壽命提前終結。

這次機動用掉了73千克推進劑,推進器點燃時間長達10.5小時。而這麼做的原因,是因為科學家發現「朱諾」探測器將於今年11月3日進入木星的影子,並將在木星的影子中飛行長達12個小時。如果什麼都不做,那麼它的所有電能儲備將會在此期間消耗殆盡。

「朱諾」是一枚太陽能供電的探測器。一旦進入木星的影子,它就只能依靠電池供電。在黑暗中,探測器的溫度會變得非常低。假如電量耗盡,它就無法再從休眠中醒來。

「朱諾」在設計時沒有將在黑暗中飛行的需要充分考慮進去。因為按原計劃,它在整個任務期間,只有任務早期才需要在地球的影子中飛行大約10分鐘。「朱諾」沒有攜帶「放射性同位素熱發電機」,也就是「卡西尼」上的那種「核電池」。它是迄今為止太陽能探測器中飛得離太陽最遠的一個。

「朱諾」有三塊太陽能發電板,能夠產生490瓦的電力。但隨著使用時間的增加,發電板的性能會下降。任務結束時,其太陽能電板將只能產生420瓦的電力。而即便其性能保持峰值,也無法保證探測器安全度過12個小時的黑暗期,因為「朱諾」的電池容量有限。電池非常重,探測器通常都不會帶很多。

「朱諾」原計劃進入的是一條周期只有14天的軌道,但是工程技術人員懷疑它的燃料輸送系統有問題,因此一直讓它停留在一條周期長達53天的軌道上。而正是因為如此,才導致「朱諾」需要修正其軌道,以避免長時間呆在木星的影子裡。

幸運的是這次計劃外的點火機動十分成功,「朱諾」現在已經遠離木星影子的威脅。它會一直飛行到2021年7月,並在任務結束後墜入木星大氣。

工程師正在測試「朱諾」的太陽能電板。在木星的影子裡,太陽能電板無法供電,而其電池容量也不足以提供足夠的電力,使其安全度過12個小時的休眠期。NASA / Jack Pfaller

參考:

NASA's Juno Prepares to Jump Jupiter's Shadow

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7509

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