朱諾号木星探測器

朱諾号木星探測器

2011年美國宇航局發射的探測器
朱諾号木星探測器是美國宇航局“新疆界計劃”實施的第二個探測項目(第一個項目是已于2006年發射的新地平線号探測器)。“朱諾”由美國洛克希德·馬丁公司建造,宇航局下屬噴氣推進實驗室負責整個探測任務的運行。2011年8月5日12時25分,朱諾号木星探測器從美國佛羅裡達州卡納維拉爾角點火升空,開始踏上遠征木星之旅,于2016年7月4日完成其在21年前開始的伽利略計劃。北京時間2016年7月5日11時18分——美國東部時間7月4日、亦即美國“獨立日”當天23時18分——朱諾号(Juno)木星探測器将打開其裝配的Leros 1b主推進器,持續推進35分鐘,完成木星軌道接入(JOI)機動。2016年7月5日11點18分,朱諾号探測器終于結束了5年的征程,順利抵達木星極地軌道。NASA宣布,已經收到回傳信号,朱諾号成功啟動主引擎。經過執行木星軌道切入(JOI)動作,于11點53分順利接入木星極地軌道,成為其人造衛星。
    中文名:朱諾号木星探測器 外文名: 用途: 英文名:Juno 所屬國家:美國 主要制造商:洛克希德·馬丁公司 質量:3625公斤 發射時間:2011年8月5日 發射地點:佛羅裡達州卡納維拉爾角 目的星球:木星 軌道類型:橢圓形 入軌時間:2016年8月 運載火箭:Atlas V 探測對象:木星 耗資:11億美元

名稱由來

探測器的名字“朱諾”是羅馬神話中天神朱庇特的妻子。朱庇特施展法力用雲霧遮住自己,但是朱諾卻能看透這些雲霧,了解朱庇特的真面目,因此探測器取這個名字也是借用其寓意,希望它能解開這顆雲遮霧繞的氣态巨行星隐藏的秘密。

簡要介紹

朱諾号的體重是3625公斤,其中包括1280公斤的燃料和752公斤的氧化劑,這些是Juno團聚路上和團聚後消遣度日的動力來源。Juno是21世紀展開尺寸最大的深空探測器,它的翼展直徑寬達20米,之所以尺寸大原因在于朱諾号身上的巨大太陽能帆闆,帆闆面積高達60平米。

為了承受100萬倍足以緻人死地的輻射劑量,朱諾号内核是RAD750抗輻射處理器。木星磁場強度遠大于地球,大約為後者的2萬多倍,這是目前在太陽系中發現的規模最大的磁場結構。每次穿過木星彩色雲帶的旋渦,朱諾号都會暴露于木星惡劣的輻射環境當中,受到多種高能粒子的攻擊。

朱諾号上搭載的精密電子設備都被裝在一個钛拱頂中,以保護它們免受緻命輻射的傷害,尤其是木星赤道附近的強烈輻射。為了避免最糟糕的電路燒壞情況,朱諾号将執行高橢圓軌道運行,高橢圓軌道是一種具有較低近地點和極高遠地點的橢圓軌道。這種極度拉長的軌道的特點是衛星到達和離開遠地點的過程很長,而經過近地點的過程極短。朱諾号在經過南北兩極後将回落近200萬英裡的距離。但即便如此,在任務結束前,一些設備也會被輻射“煮熟”。

探測曆程

朱諾号木星探測器總巡航距離超過7億1600萬公裡,速度将超過165000英裡每小時(約264000km/h)。在一個地球年的時間裡,它會環繞木星33次。

2011年8月5日升空之後,朱諾号的巡航路線會先從地球進行重力助推,在兩年後(2013年10月)再會合地球。

“朱諾”在2011年8月5日12時25分由“宇宙神”-5火箭發射,“因為地球和木星必須處于适當的位置,這樣才能使“朱諾”到達目的地。探測器将于2013年10月利用地球引力飛往木星,預計2016年到達木星軌道,調查木星上冰岩芯是否存在;确定木星上水的含量;大氣中氨的含量;研究木星大氣對流情況以及探讨木星磁場起源和極地磁層任務計劃于2017年10月結束。探測木星期間,探測器将在那裡遭受到強烈宇宙射線的照射,強度超過太陽系内除了太陽以外任何有探測器造訪過的地方。

按照計劃,朱諾号抵達木星,它将圍繞這顆氣态巨行星的軌道運轉一年時間,任務期間一共圍繞木星飛行33圈,采用極軌軌道在北極到南極之間繞轉飛行。這艘飛船上一共搭載了8台載荷設備,用于考察木星的大氣層,引力場以及磁場。

2015年7月,美國宇航局發布了一則消息,已經在行星際空間中飛行四年的“朱諾”号探測器預計在2016年7月4日抵達木星。

2016年,它将會進行切入軌道點火,将速度減慢後進入周期為11天的極軌道。

2016年1月13日下午2點(北京時間1月14日淩晨3點),美國朱諾号打破依靠太陽能提供能源的探測器最遠航行記錄,當時它距離太陽約7.93億千米,相比較地球到太陽的距離隻有約1.5億千米。

美國國家航空航天局(NASA)發布消息稱,朱諾号木星探測器将于美國東部時間7月4日晚進入木星軌道,結束其将近5年的長途旅行。

2016年7月5日11點18分,朱諾号探測器終于結束了5年的征程,順利抵達木星極地軌道。NASA宣布,已經收到回傳信号,朱諾号成功啟動主引擎。經過執行木星軌道切入(JOI)動作,于11點53分順利接入木星極地軌道,成為其人造衛星。

2017年2月19日,美國國家航空航天局(NASA)宣布放棄人類裡程碑式的木星探測器——“朱諾”号,因為它已經在錯誤的軌道上滞留了太久時間,團隊不會再去尋找讓其進入更理想軌道的方式。不過,錯誤“路線”卻有可能帶來“不一樣的風景”。

功能配置

“朱諾”由美國洛克希德·馬丁公司建造,宇航局下屬噴氣推進實驗室負責整個探測任務的運行。“朱諾”是美國宇航局“新疆界”計劃實施的第二個探測項目。

“朱諾”号探測器攜帶着3塊太陽能闆,每塊寬2.7米,長10米,大小相當于拖拉機的拖車。升空後一個小時内,3塊太陽能闆将慢慢展開,這讓“朱諾”号看起來像一台巨型的風車,媒體形象地把這3塊太陽能闆稱為“太陽能翅膀”。2017年4月,也就是環繞木星軌道飛行9個月後,“朱諾”号将超過歐洲航天局的“羅塞塔”号彗星探測器,成為單純依靠太陽能動力飛行裡程最長的航天器。

“朱諾”号太陽能闆可提供14千瓦的電力,但進入木星軌道後,提供的電力僅為400瓦,隻能點亮少量電燈泡。因此,“朱諾”号上的科學儀器和機載計算機均高度節能,同時研究團隊還為“朱諾”号精心設計了環繞木星運行的軌道,使其盡可能多地接收陽光。

攜帶設備

“朱諾”上裝有9台探測設備,包括一部廣角彩色攝像機,可以向地球發回彩色圖像。當朱諾号進入軌道後,紅外線及微波探測儀器将會測量來自木星大氣層深處的熱輻射源。這些觀測将會補充

及證實先前對木星成分的研究包括探測水及氧的分布。此外,這也會幫助了解木星的起源。朱諾号也會研究造成木星大氣層諸多形态及現象的環流。同時,其他儀器會對木星的引力場及兩極磁層的數據進行采集。整個朱諾号任務安排在2017年10月完畢屆時探測船将已環繞木星33圈,最後會離開軌道并堕入木星中。

這種太陽能電池闆具有高效的光能利用率,這也決定了其尺寸龐大:長度達到8.9米,寬度2.7米。足以為五隻标準燈泡提供電力,如果太陽能電池闆面對太陽的角度進行優化,最大可産生12-14千瓦的電力。

由于木星以及衛星附近具有強大的高能粒子場,輻射強度超過除了太陽以外任何有人類探測器到達過的地方,輻射帶由木星赤道開始,穿過木衛二歐羅巴,向外拓展650000公裡所以包括太陽能電池闆在内的各種外設和内設都要做好各種屏蔽輻射的處理以承受強烈的X射線的照射。

朱諾還将使用其通訊設備考察木星的重力場,這是其"重力科學實驗"項目的一部分。通過發射信号回地球并觀察其多普勒效應,科學家們将能夠考察木星重力場對信号的影響。

教育計劃

作為公衆教育計劃的一部分,朱諾探測器還将攜帶3個樂高玩偶一起飛向木星,這三個小人分别是羅馬神話中的天神朱庇特(注:Jupiter,即英語中的木星),朱庇特的妻子朱諾(Juno,即探測器的名字),以及意大利著名天文學家伽利略,他對木星的觀測做出過重要的開創性貢獻,包括發現了木星的4顆最大的衛星,它們現在被稱為"伽利略衛星"。

事實上,首顆圍繞木星運行的探測器便被命名為"伽利略号",除此之外,此次朱諾探測器還将攜帶一塊由意大利航天局提供的伽利略箴言銘牌,上面有伽利略的頭像,以及當年伽利略觀測木星時紀錄的筆記原文。

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