「朱諾」探測器飛行5年成功進入木星軌道 探索木星未解之謎

北京時間2016年7月5日消息，美國航空航天局(NASA)發射的朱諾號(Juno)號探測器在經歷35分鐘的減速後，成功進入木星軌道。為了這一天，「朱諾」已經在茫茫太陽系中飛行了近5年。

美國宇航局（NASA）於2011年8月發射的太陽能太空飛行器「朱諾號」於美國當地時間7月4日，進入木星軌道

2011年8月，朱諾號探測器發射升空，這顆宇宙飛船並不是徑直向木星飛去，朱諾號在擺脫地球引力後仍然受到太陽引力的作用。兩年後，朱諾號再次光臨地球，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，朱諾號真正地開始飛向木星。

朱諾號於2011年升空，並利用地球引力的彈弓效應加速飛向木星。

隨著「朱諾」接近木星，木星的巨大引力將加速飛船的運行，使其達到15萬英裡/時的速度。這也讓「朱諾」成為了有史以來速度最快的人造飛船之一。

當「朱諾」達到最大速度的16.5萬英裡/時——這一速度能讓「朱諾」9分鐘內完成繞地球飛行，隨後，朱諾號的引擎會著火從而把速度降下來。這時候事情就會變得非常棘手。

「朱諾」飛船重量達到3500磅，將以215倍音速的速度繞圈飛行。要想讓速度降下來，發動機需要燃燒35分鐘，需要17600磅的燃油來支持燃燒。

這種過程將會把「朱諾」號送到木星的軌道上。

在未來18個月內，「朱諾」將繞木星37周，前所未有的觀測木星強大的引力和磁場

「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。」無論從體積和質量上來說，木星都是太陽系最大的行星。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。有一種直觀的方法領略木星的龐大，那就是假設把木星放到月球的位置上去。如果真是如此，木星將會佔據大片夜空，非常震撼人心，甚至可以說有些恐怖。

如果木星在月球的位置上

木星擁有太陽系各大行星中最強大的磁場，其強度比地球磁場強2萬倍以上。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。這些強大的粒子流持續轟擊著木星的衛星和光環。木星磁層在朝向太陽的方向延伸100萬~300萬公裡，而在背離太陽的方向延伸則超過10億公裡。為了防止強輻射對探測器的破環，朱諾號在頂部使用了1釐米厚的鈦合金板作為防護。即使存在防護設施，拍照相機也將在環繞木星7周後失效。「朱諾」號此次還將攜帶磁強計、微波輻射計、高能粒子探測器等科學設備對木星進行觀測研究。

木星強大的磁場和輻射會干擾朱諾號的設備，必須採取防護措施

就是這樣一顆讓人恐懼的無法接近的行星，人類天生的好奇心卻偏要看清它的真面目。朱諾在神話裡是朱庇特的妻子，據說朱庇特喜歡惡作劇，用雲霧把自己隱蔽起來，而他的妻子朱諾是唯一能透過迷霧看到他真身的神。這也是今天全世界關注的主角：朱諾探測器名字的由來，NASA希望朱諾號能為人類能一窺木星的本質。

到了2016年6月底，朱諾號今日木星的引力範圍，激動人心的時刻到來。7月5日11：18分，朱諾號點燃引擎進行35分鐘的減速，並變成一顆木星的「人造衛星」，幸好朱諾成功了，如果失敗了，它永遠失去進入木星軌道的機會，成為茫茫宇宙中飄蕩的亡魂。

經過一系列的變軌，今年11月它將開展予定探測任務，考察任務預計將在2018年2月20日結束，由於朱諾攜帶劇毒的燃料，NASA行星保護守則不允許它成為飄蕩的亡魂直至有日葬身木星衛星，因此朱諾號的結局只能是主動受控墜入木星大氣層焚毀。

木星究竟是一顆怎樣的行星？

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%。這對朱諾號太空船是一大考驗，不過朱諾號擁有面積高達60平方米的電池板，足以為飛船儀器提供420瓦的電力。

木星的質量大約相當於太陽的千分之一，但對於其他「兄弟」衛星而已是個不折不扣的龐然大物。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。通過體積和質量的對比，你會發現木星比地球的密度小。的確，木星的密度大概只比水重30%。

雖然木星的密度比水大，但它不是液體或固體星球，卻是一個不折不扣的氣體行星。木星大氣成分中有90%是氫，就像是氫氣球。大氣的其餘主要成分就是氦，還有少量其他元素。既然木星是一個氣體星球，那麼人類發射的探測器自然就無法「登錄」表面了。有人會問，木星表面都是氫氣，那它會不會在某個深度有一片氫的「海洋」，讓探測器去浮在海面上呢？

木星內部分層結構

不幸的是，這種情況也不存在。這是因為木星表面的溫度「太高」，又不足以讓氫氣變成液體，隨著逐漸深入木星，氣體會「慢慢」變成液體。之所以說「慢慢」，是因為液體和氣體渾然一體，並不存在一個清晰的「海面」，就像一片迷霧。

再往木星內部探索，那裡的條件將更加殘酷。溫度來到了幾萬攝氏度，壓強高到幾百萬個大氣壓。在這裡，氫氣被壓縮成導電的金屬。這層金屬氫內部包含著的則是木星核心，至於核心裡到底有什么元素、溫度壓力幾何，現在也沒有搞清楚。

木星大氣除了它的「狂暴」外，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。

位於木星南半球上的大紅斑

此外，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。1667年，義大利科學家卡西尼一張手繪圖片展示了木星上的「大紅斑」。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，地球上的12級風與之相比就是小巫見大巫。大紅斑邊緣處的風速最高可達430公裡每小時，比我們乘坐的高鐵還快。

義大利天文學家手繪的木星圖，大紅斑清晰可見

早在1989年，美國已經發射過一枚「伽利略」號探測器，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，就在與木星大氣距離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。這也將是「朱諾」號最終的命運。