在提到地外天体探测时,我们首先关注的只有月球与火星。对于其他更远的天体,似乎被我们无意识的忽略了。
然而,在2021年6月10日,国家航天局新闻发言人在新闻发布会上介绍,到2030年左右,我国除了将实施火星取样返回任务,还要实施木星系的环绕探测和行星穿越探测任务。
没错 ,我们也要去木星。
木星是火星之后,距离太阳第五近的行星,也是太阳系中体积最大的行星。
其直径是地球的11倍,体积是地球的1,321倍,质量更是达到太阳的千分之一,是太阳系其他行星质量总和的2.5倍,主要由气体和液体物质构成。
随着深度的增加,木星被认为在其高压和高温的中心有一个由元素混合而成的致密核心,并被一层液态金属氢(表现出金属特性的氢)包覆着。
上图:木星内部的构造,液态金属氢覆盖着内部深处的岩石核心
而木星的自转是太阳系所有行星中最快的,自转周期少于10小时,介于它庞大的体型,也被称为“灵活的胖子”。
同样是体型原因,在夜晚凭肉眼就很容易看见它,甚至当太阳的位置很低时,在白天也能看见。
因此自古以来,木星就为人所知。在巴比伦,这个天体代表他们的神马尔杜克。他们用木星轨道大约12年绕行黄道一周来定义它们生肖的星宫。
罗马人依据神话将它命名为朱庇特,是罗马神话中主要的神。
上图:朱庇特
古代中国则称木星为岁星,取其绕行天球一周约为12年,与地支相同之故。
到西汉时期,司马迁从实际观测发现岁星呈青色,随后与“五行”学说联系在一起,正式把它命名为木星。
更是公元前362年中国天文学家甘德就以裸眼发现了木星的卫星,比伽利略的发现早了近2000年。
但在这几千年的岁月里,人们对于木星的观察始终还停留在地面。
上图:浑天仪
自1972年后,美国垄断木星探测。
1972年3月,美国宇航局发射了“先驱者”10号探测器,这是人类首个探测木星的使者。
它穿越危险的小行星带和木星周围的强辐射区,经过一年零九个月,行程10亿千米,于1973年10月飞临木星,传回了三百多幅木星图形。
几个月后,“先驱者”11号探测器传回了第一张的木星特写照片,送回了有关木星磁场、辐射带、中立、温度、大气结构等情况,并观测到了木星南极地带。
上图:“先驱者”10号探测器
旅行者1号和旅行者2号探测器于1979年走访木星,发现木卫一的火山活动和木卫二表面上有水冰存在。
1990年尤利西斯号升空,目的是研究太阳的性质,在1992年借助木星的引力调整到太阳极轨上时,顺便研究类木星的磁层。
1997年,卡西尼-惠更斯号探测器发射升空,任务是环绕土星,并登陆土卫六。它在2000年路过木星,对木星大气层拍摄了非常详细的图像。
新视野号太空船在2007年经过木星,完善了之前探测器对木星的测量结果。
上图:旅行者1号
伽利略号太空船则是第一个环绕木星轨道的探测器。于1989年升空,1995年12月抵达环木星轨道,在2003年坠毁于木星。
它旅行了28亿英里,获得了有关木星大气层的第一手探测资料。发现在木星的卫星欧罗巴、Ganymede、Callisto的地下有咸水,还发现木星卫星上有剧烈的火山爆发。
上图:伽利略号太空船
朱诺号则是现存的唯一一枚木星环绕探测器,于2011年8月5日从卡纳维尔角空军基地发射升空,耗时5年,于2016年7月5日进入木星的极轨道。
朱诺号也要搜索和寻找这颗行星是如何形成的线索,包括是否有固态核心、存在木星大气层深处的水量、质量的分布。
2018年6月7日,NASA将朱诺号寿命延长至2021年7月。届时朱诺号将脱离轨道,以受控形式冲入木星的外层大气层焚毁。
上图:朱诺号
现在你要清楚,以上所有9个对木星进行过探测的探测器全部由美国主导进行的,而除了尤利西斯号、卡西尼-惠更斯号这两个顺便探测木星的探测器有与欧洲合作外,其他7个都是由美国独自完成。
可以说在木星探测能力上,美国有着绝对优势。
不过随着近年来美国势弱,NASA和ESA的合作计划:木卫二-木星系统任务-拉普拉斯探测计划本应在2020年发射,但却因资金问题胎死腹中,这也给了我们追击的机会。
2030年,我们立志直接实现木星系的环绕探测,越过飞跃探测任务,有望追平美国。也许这就有人会问了,为什么我们一定要去木星?
要知道,到木星之上,是很有必要。
首先,寻找地外生命始终是人类追逐的方向。
在1953年,米勒-尤里实验证明了闪电和存在于原始地球大气中的化合物组合可以形成有机物,并作为生命的基石。
而在模拟大气中的成分:包括水、甲烷、氨和氢分子在内的所有这些物质,都在现今的木星大气层中被发现。
其次,在木星的一些卫星,地表之下可能有海洋存在,而这些卫星更可能有生命存在。
再就是木星大气中氢和氦的比例接近理论上的原始太阳星云组成,研究木星有助于我们了解太阳系的起源。
最重要的是,随着航天技术的发展并转化为民用,每个人都能切实享受到太空探索的红利。
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