木星被稱為「朱庇特」,是羅馬神話中眾神之王的名字(即希臘神話中的宙斯)。
木星被大量的衛星環繞,似朱庇特在情人們的懷抱中。於是科學家們索性就主要用「朱庇特」情人的名字,來稱呼木星的衛星:木衛一叫伊娥,木衛二叫歐羅巴,木衛三叫蓋尼米得,木衛四叫卡利斯託……
但是,眾神之王朱庇特是有妻子的,她叫「朱諾」。於是,科學家們5年前發射了一枚名叫「朱諾」的木星探測器。
昨天,朱諾終於來到了朱庇特的身邊,一部都市情感劇似乎就要上演……
——朱諾來了!
成功被木星引力捕獲
在歷經近5年、跋涉27億公裡的「愛情長跑」後,北京時間5日11時18分,美國宇航局(NASA)的「朱諾」木星探測器點燃主引擎,執行「木星軌道嵌入」動作。
這個動作難度高、風險大,是「朱諾」成功進入木星軌道的關鍵步驟。稍有疏忽,耗資11億美元的探測項目和數年努力將功虧一簣。
不少探測項目團隊的科研人員咬著指甲、神色緊張地緊盯屏幕,等待「朱諾」發回進入木星軌道的信號。
35分鐘後,「朱諾」將速度降至每秒542米,成功被木星引力捕獲,最終將自己推入木星軌道。
隨後,「朱諾」掉轉身體,重新將太陽能板對準太陽,用近1.87萬個太陽能電池供能。
「夫妻團圓」時刻
探測項目控制室內隨即爆發出一片掌聲和歡呼。
「木星歡迎你!」控制室操作員說。
「任務團隊和探測器做得非常好,這是偉大的一天!」「朱諾」團隊的首席研究員斯科特·博爾頓說。
探測項目主管裡克·尼巴肯將一份「意外情況處理程序」一把撕碎,激動地說:「我們再也用不著這東西了!」
中國科學院國家天文臺的行星科學專家鄭永春說:「成功進入木星軌道,標誌著『朱諾』度過了升空1796天以來最嚴峻的考驗和生死攸關的一刻。」
漫漫探親路
2011年8月5日,「朱諾」在美國佛羅裡達州的卡納拉爾角空軍站發射升空。
一開始,「朱諾」並不是徑直向木星飛去的。「朱諾」在擺脫地球引力後,仍然受到太陽引力的作用。
直到兩年後,「朱諾」再次經過地球。這次,它利用地球引力的「彈弓效應」獲得加速,進入更高的軌道。
從那時起,「朱諾」真正地開始飛向「朱庇特」。
——探望朱庇特
成為一顆「人造衛星」
木星是一個氣體星球,大氣成分中有90%是氫,就像是一個巨大的氫氣球。
雲遮霧繞的木星像極了朱庇特。神話中,朱庇特隱藏在雲層之中,只有他的妻子「朱諾」女神能夠看破雲層,揭示他的真面目。
美國宇航局將木星探測器取名「朱諾」,正是希望借它撥開木星雲層,揭示木星和太陽系形成的奧秘。
「朱諾」是繼「伽利略」號之後第二個進入木星軌道的探測器,也是迄今運行軌道最接近木星的人類探測器。抵達木星軌道後,「朱諾」將成為木星的一顆「人造衛星」。
未來20個月內,「朱諾」將在距離木星雲層頂端5000千米左右(最近處約4100千米),環繞木星飛行37圈,用自身搭載的9臺探測設備,包括一部廣角彩色攝像機,觀測雲層下的「夫君」。
揭開木星真面目
木星是太陽系裡最大的行星。有科學家打比方說:「如果你將太陽系中的一切全都放一起(不算太陽),它們全都可以被塞進木星內部。」
它的直徑大約是14萬公裡,相當於11個地球。如果換算成體積,那就是地球體積的1300多倍。它的質量相當於太陽系其他行星質量之和的2.5倍,地球質量的318倍。
木星保留了太陽系形成早期的一些氣態物質,它的成分和太陽極其相似(除了氫和氦,還有少量其他元素),堪稱太陽系巨行星的「原始模型」。同時,它有60多顆衛星。「這是一個小太陽系」。鄭永春說。
「朱諾」這次的任務就是探測木星內部結構、大氣成分、大氣對流狀況和磁場等,所獲信息將通過高增益天線發回地球。
美國宇航局局長查爾斯·博爾登說:「通過『朱諾』,我們可以調查木星巨大的輻射帶,可以深入了解這顆行星的內部,還可以了解木星是如何誕生的,以及我們的整個太陽系是如何演化的。」
狂暴的朱庇特
木星上每時每刻都刮著高速的風暴,是一顆非常狂暴的行星。木星大氣中「大紅斑」也是一個神奇的天文現象。
大紅斑是位於木星南半球的一份超大號氣旋,直徑足以放下兩三個地球。自17世紀人類發現它以來一直沒有消失過,也就是說這場在木星上的大風暴已經持續了300多年。
大紅斑當中的風速可謂暴虐,風速最高可達430公裡每小時,比我們乘坐的高鐵還快,地球上的12級風與之相比就是小巫見大巫。
美國宇航局將木星比作「殘忍的怪物」。原因是在太陽系各行星中木星的磁場和輻射強度首屈一指。
在木星附近強大磁場作用下,大量帶電粒子被困在其中,形成劇烈的輻射帶,這仿佛在太陽風的洪流中撐起了一把巨傘,其中主要是大量的電子和各類離子。
為了防止強輻射對探測器的破環,「朱諾」在頂部使用了1釐米厚的鈦合金板作為防護。不過,即使存在防護設施,拍照相機也將在環繞木星7周後失效。
高清自拍照
除了它的「狂暴」外,朱庇特也有美麗的一面,從木星的照片上可以看到大氣呈明顯的帶狀結構,深淺色交錯。氣體在淺色區域上升、在深色區域下降。而這些顏色是由木星大氣裡的某些物質反射造成,現在人類還沒有真正搞清楚其中原因。
美國宇航局說,由於距離延時加上信號帶寬太小,第一張圖片預計在幾天後才能發回地球,那將是木星有史以來最清晰的彩色「自拍照」。
另外,科學數據收集或將從10月前開始。
遙遠的距離也是一個考驗。木星和太陽的距離大約是日地距離的5倍,木星繞太陽一周大約是12年,恰好與一個生肖周期相同,所以在中國古代被叫做「歲星」。
太陽光從太陽到木星需要大約43分鐘。因為距離太陽更遠,木星接收到的陽光也比地球上黯淡許多,只有地球上陽光強度的4%。不過,「朱諾」擁有面積高達60平方米的電池板,足以為儀器提供420瓦的電力。
——朱諾的命運
在木星中「自殺」
早在1989年,美國已經發射過一枚「伽利略」號探測器(伽利略為木星研究做出巨大貢獻,木星的幾顆重要衛星都是他發現的。「朱諾」這次還攜帶了三個樂高玩具小人,分別是朱庇特、朱諾和伽利略的形象)。它在1995年抵達木星,開始圍繞木星旋轉。為了研究木星大氣構成,「伽利略」號探測器還向木星釋放了一顆大氣探測器。
這顆探測器「命運悲慘」,在進入木星大氣1個小時後,就在與木星大氣的摩擦和強大的壓強下被摧毀了。科學家預測它可能直接被融化甚至蒸發,徹底消失在木星大氣中。2003年9月,「伽利略」號也按程序進入木星大氣墜毀。
這也將是「朱諾」最終的命運。
木星是一個氣體行星,木星的表面是人為定義的,所以,「朱諾」無法登陸木星。「朱諾」探測器的設計壽命只有20個月。考察任務預計將在2018年2月20日結束。
「朱諾」探測結束將「自殺」。這是為了防止地球上的微生物或者細菌,汙染木星衛星(木衛二可能適宜生命生存)。「朱諾」的結局只能是主動受控墜入木星大氣層焚毀。