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曝我国科学家已提出木星探测计划

时间:2016年07月05日 信息来源:科技日报-中国科技网 点击: 【字体:

北京时间5日上午,经历了5年飞行的朱诺号木星探测器将进入木星轨道,开展人类历史上对木星最深入的观测。


航天专家、《国际太空》杂志社执行总编庞之浩此间向科技日报记者表示,此次任务风险最大的环节在于,探测器能否成功制动入轨,以及入轨后能否经受木星强辐射的考验。


“我最担心入轨时的制动点火。”庞之浩说,要准确进入设计轨道,朱诺号要进行35分钟的反向点火,将速度降至每小时1931公里。点火的时机、力度、方向都要十分精准。如果把握不好,它可能坠入木星大气,或与木星擦肩而过。


同时他表示,探测器入轨后,还要看它在轨运行期间能否经受强辐射考验,按计划完成20个月的工作。 


木星如同“小太阳系”


近年来,火星探测成为各国航天活动的热门主题,而对木星的探测,最近也得追溯到2007年新地平线号探测器的一次飞掠。


庞之浩表示,火星与木星有很大不同。在距离上,火星距地球最近约5500万公里,最远超过4亿公里;木星距地球更远,达到6.4亿至9.3亿公里。


同时他介绍,火星是岩石星球,只有两颗卫星;木星是气态行星,是太阳系内形成的首颗行星,成分跟太阳及其相似,而且其已被发现的卫星达到68颗,因而被比作“小太阳系”。“对木星进行探测,有助于加深对太阳系的了解。”他说。


朱诺项目首席科学家斯科特·博尔顿认为,了解木星有助于进一步了解所有的星体,可以追溯太阳系历史的源头,了解什么促成行星的生成,为什么行星的成分和太阳有区别等。


朱诺号将与木星“亲密接触”


20世纪70年代,人类就开始探测木星,已发射先驱者10号、11号,旅行者1号、2号等8个探测器。但庞之浩表示,其中大部分只是“路过”木星,顺便获取图像和数据。


首个用于专门探测木星、帮助人们深入了解木星的,是1989年发射的伽利略号木星探测器。它于1995年12月抵达木星环绕轨道,对木星大气开展了近8年的研究,最终坠入木星大气层焚毁。由于还肩负着探测木星卫星的使命,同时出于对木星辐射的忌惮,伽利略号的轨道很高,距离木星约20万公里。


庞之浩介绍,朱诺号与伽利略号的任务颇有不同。


在轨道设计上,朱诺号为了近距离探测木星,精心选择了一条可以避开强辐射区域的椭圆形极地轨道,最近离木星云层不到5000公里,远木点高度约为1.88万公里。在如此近的距离下,朱诺号的核心任务之一是要探测木星内部,看木星究竟全部由气体构成,还是拥有被大气包裹的核心。此外还要对木星的大气、磁场、引力等进行探测。


除了用轨道躲避辐射,朱诺号还采用了钛合金防辐射屏蔽装置。该装置大小相当于一辆SUV,如同一件盔甲,将朱诺号的中央控制系统、数据处理设备等20个重要的电子设备严严实实地罩在里面,使其免受辐射影响。


此外庞之浩表示,在过去所有距离远于火星的探测任务中,探测器都采用了核电源,而朱诺号仍使用了太阳能,主要原因是要降低成本、缩短研制周期,同时也为了更加环保。因为按照计划,朱诺号围绕木星运行20个月以后将撞向木星,如果用核能,有可能对蕴藏生命的木星卫星造成污染。


为此朱诺号上采取了一些措施。其采用了长9.1米、宽2.7米的大太阳翼,共使用18696个先进的太阳能电池片,效率能比以前所用硅太阳电池提高50%,即使在木星轨道也能提供400瓦电力;同时其所携仪器均采用节能设计。此外朱诺号的轨道也尽量避免进入阴影,使其能充分获得阳光。


尽管木星距地球很远,但庞之浩认为在测控方面无需担心。他说,美国在本土、澳大利亚和欧洲分别建设了深空测控站,无论地球转到哪个方向,都能完成对探测器的测控。“美国现在还能测控旅行者一号探测器,它跟地球的距离已经达到了190亿公里。”他说。


我国科学家已提出木星探测计划


鉴于探测木星意义重大,我国科学家在已经出版的《2016-2030年空间科学规划研究报告》中,也提出了木星系统探测计划。


记者了解到,该计划的基本科学目标包括研究木星磁层结构,木卫二大气模型,木卫二表面冰层形貌及厚度,金星、地球、木星间的太阳风结构。


同时计划中还提出对地球生命的地外生存状态及演变特性进行研究,指出要开展木星系统探测器在行星际飞行期间,以及木星系统探测期间的微型遥测遥控生物试验,观测并研究地球生命在不同空间段的生命状态、适应性反应及变化过程。


“希望在时机成熟后,这项计划能早日实施。”庞之浩说。

(作者:付毅飞)
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