史上最接近木星的人工探測器!NASA「朱諾號」成功進入木星軌道

2016-07-05 20:53

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NASA木星探測器「朱諾號」(Juno)。(美聯社)

NASA木星探測器「朱諾號」(Juno)。(美聯社)

「NASA再次完成任務。我們抵達木星了,我們終於進入木星軌道了!」

台灣時間5日上午11時53分(美東時間4日晚間11時53分),美國航太總署(NASA)操控室內傳來一陣歡聲雷動,因為在歷時5年飛行後,美國航太總署的木星探測器「朱諾號」(Juno)終於進入太陽系最大行星—木星的軌道,此舉讓「朱諾號」成為歷史上最接近木星的人造探測器。「朱諾號」將展開為期20個月的探測木星活動,研究木星組成成分及其大氣層,以窺探木星的生成與演化。

據美國有線電視新聞網(CNN)報導,「朱諾號」在收到美國航太總署科學家從地面發送的點火信號後,啟動引擎約35分鐘,並有效觸擊煞車裝置完成減速工作,讓「朱諾號」得已於美東時間晚上11時58分進入木星軌道。

「朱諾號」木星探測器在2011年從美國卡納維爾角空軍基地發射,是一座太陽能無人駕駛宇宙飛船,5年間經過三十億公里的飛行,終於今(5)日抵達木星軌道。

科學家猜測木星的組成結構與化學成分將有機會透露,這顆太陽系中最大的行星是如何在45億年前生成,因此計劃利用「朱諾號」來執行探測木星任務。

史上最接近木星的人造探測器

雖然「朱諾號」並非第一個近距離探訪木星的探測器,此前已有5個無人駕駛的宇宙飛船接近過木星,包括:1973年的「先驅者10號」(Pioneer 10)、1974年的「先驅者11號」(Pioneer 11)、1979年的「旅行者」(Voyager)1號和2號及1989年的「伽利略號」(Galileo)探測器,但「朱諾號」是歷年來最接近木星的人造探測器,並成功進入木星軌道。

鈦金屬防護殼 阻擋木星強大輻射

此前科學家不敢讓探測器過於接近木星的原因在於,木星磁層產生的強大輻射帶可摧毀無適當保護措施的電子探測儀,甚至有科學家計算,進入軌道的「朱諾號」所承受的輻射量相當於拍攝100萬次牙齒X光照的輻射量。

木星探測器「朱諾號」(Juno)的計畫主持人尼巴肯正在講解「朱諾號」這次任務的細節。(美聯社)
木星探測器「朱諾號」(Juno)的計畫主持人尼巴肯正在講解「朱諾號」這次任務的細節。(美聯社)

針對強大輻射的威脅,這次「朱諾號」可說是做足萬全準備,探測機身像坦克般堅固,由鈦金屬打造,事先安裝上特製、重達180公斤的鈦金屬放射防護殼,以阻擋木星的輻射破壞。根據《英國廣播公司》(BBC)說法,「朱諾號」已成功通過木星最危險的輻射帶進入軌道,未受損毀,應可順利執行探測任務到2018年。

木星是太陽系行星中的第5個行星,大氣層內含氫和氦,且有大量輻射、位處太陽系最強大的磁場,而木星輻射帶釋出的輻射量比足以致人於死的劑量還高出約1000倍。

「朱諾號」主要探測任務—木星含氧量

目前「朱諾號」所在的橢行軌道上需花費53天的時間來完成一圈的繞行,儘管多位工程師曾警告,「朱諾號」啟動引擎之舉將帶有危險,但就目前情況來看,第一次的引擎發動過程順利,10中旬「朱諾號」將再度嘗試發動引擎,以縮短軌道至14天內可完成繞行,屆時,探測木星的工作才真正展開。

NASA木星探測器「朱諾號」(Juno)。(美聯社)
NASA木星探測器「朱諾號」(Juno)。(美聯社)

「朱諾號」探測器上的8個遠端感應裝置及相機鏡頭預計可穿透木星層層結構,一窺木星內部的構成成分、溫度、其運行及其他多種特性,但「朱諾號」的首要任務仍是探測木星的「含氧量」( abundance of oxygen),科學家將會透過木星的含水量來決定其含氧量。

「木行的含水量將可透露出其在太陽系內的初期生成位置。」團隊成員漢森(Candy Hansen)解釋道。科學家推斷,木星從生成之初到現在曾有過遷徙,「我們推斷木星初期的生成位置並非是現在的所在位置,它(在太陽系中)生成位置的遠或近,將能提示我們整個太陽系在當初是如何形成的。」

木星是一氣體巨星,結構可大致劃分成三個部分—最外圍的氫氣層(hydrogen gas),中層的液態金屬氫(liquid metallic hydrogen)及組成成分受爭論的核心層。

而「朱諾號」的另一項任務便是幫助科學家釐清科學界爭論已久的木星核心層組成成分;此前對於核心層成分有2種說法,一派主張其為固態核心,另一派則主張木星的核心和其外部成分一樣,皆由氣體組成,不過核心是由更加密實(compressed)的氣體所構成。

除了探測核心層外,「朱諾號」預計也可幫科學家一解木星中層液態金屬氫之謎,根據學界說法,液態金屬氫流是木星龐大磁場的主要驅力來源,並製造出木星極為神秘的永久性極光。

預計2018年任務終結

據《英國廣播公司》報導,美國航太總署計劃使用「朱諾號」木星探測器到2018年2月,前提是期間探測器不會受輻射破壞至不可操作地步,但其上的相機鏡頭功能已知會在進入軌道後數月內快速退化。

木星探測器「朱諾號」(Juno)順利進入木星軌道,NASA的工作人員都同感振奮。(美聯社)
木星探測器「朱諾號」(Juno)順利進入木星軌道,NASA的工作人員都同感振奮。(美聯社)

當「朱諾號」功成身退時刻到來時,它將會和先前的探測器一般自行脫離軌道,並在進入木星大氣層內後以撞上木星來結束任務,目的是為避免其撞上、污染了木星周遭衛星的可能性。根據先前「伽利略號」探測器送回的數據顯示,木星眾多衛星之一的「歐羅巴」(Europa)可能有海洋存在,科學界以此推斷「歐羅巴」(Europa)具有乘載微生物生命體的可能,因此極力保護「歐羅巴」,以免受人造探測器之污染。

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