朱诺号木星探测器(2011年美国宇航局发射的探测器)

朱诺号木星探测器2011年美国宇航局发射的探测器

朱诺号木星探测器是美国宇航局“新疆界计划”实施的第二个探测项目(第一个项目是已于2006年发射的新地平线号探测器)。“朱诺”由美国洛克希德·马丁公司建造,宇航局下属喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。

2011年8月5日12时25分,朱诺号木星探测器从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角点火升空,开始踏上远征木星之旅,于2016年7月4日完成其在21年前开始的伽利略计划。

北京时间2016年7月5日11时18分——美国东部时间7月4日、亦即美国“独立日”当天23时18分——朱诺号(Juno)木星探测器将打开其装配的Leros 1b主推进器,持续推进35分钟,完成木星轨道接入(JOI)机动。

2016年7月5日11点18分,朱诺号探测器终于结束了5年的征程,顺利抵达木星极地轨道。NASA宣布,已经收到回传信号,朱诺号成功启动主引擎。经过执行木星轨道切入(JOI)动作,于11点53分顺利接入木星极地轨道,成为其人造卫星。

中文名

朱诺号木星探测器

英文名

Juno

所属国家

美国

主要制造商

洛克希德·马丁公司

质量

3625公斤

发射时间

2011年8月5日

发射地点

佛罗里达州卡纳维拉尔角

目的星球

木星

轨道类型

椭圆形

入轨时间

2016年8月

运载火箭

Atlas V

探测对象

木星

耗资

11亿美元

名称由来

朱诺号木星探测器

探测器的名字“朱诺”是罗马神话中天神朱庇特的妻子。朱庇特施展法力用云雾遮住自己,但是朱诺却能看透这些云雾,了解朱庇特的真面目,因此探测器取这个名字也是借用其寓意,希望它能解开这颗云遮雾绕的气态巨行星隐藏的秘密。

简要介绍

朱诺号的体重是3625公斤,其中包括1280公斤的燃料和752公斤的氧化剂,这些是Juno团聚路上和团聚后消遣度日的动力来源。Juno是21世纪展开尺寸最大的深空探测器,它的翼展直径宽达20米,之所以尺寸大原因在于朱诺号身上的巨大太阳能帆板,帆板面积高达60平米。

为了承受100万倍足以致人死地的辐射剂量,朱诺号内核是RAD750抗辐射处理器。木星磁场强度远大于地球,大约为后者的2万多倍,这是目前在太阳系中发现的规模最大的磁场结构。每次穿过木星彩色云带的旋涡,朱诺号都会暴露于木星恶劣的辐射环境当中,受到多种高能粒子的攻击。

朱诺号上搭载的精密电子设备都被装在一个钛拱顶中,以保护它们免受致命辐射的伤害,尤其是木星赤道附近的强烈辐射。为了避免最糟糕的电路烧坏情况,朱诺号将执行高椭圆轨道运行,高椭圆轨道是一种具有较低近地点和极高远地点的椭圆轨道。这种极度拉长的轨道的特点是卫星到达和离开远地点的过程很长,而经过近地点的过程极短。朱诺号在经过南北两极后将回落近200万英里的距离。但即便如此,在任务结束前,一些设备也会被辐射“煮熟”。

探测历程

木星

朱诺号木星探测器总巡航距离超过7亿1600万公里,速度将超过165000英里每小时(约264000km/h)。在一个地球年的时间里,它会环绕木星33次。

2011年8月5日升空之后,朱诺号的巡航路线会先从地球进行重力助推,在两年后(2013年10月)再会合地球。

“朱诺”在2011年8月5日12时25分由“宇宙神”-5火箭发射,“因为地球和木星必须处于适当的位置,这样才能使“朱诺”到达目的地。探测器将于2013年10月利用地球引力飞往木星,预计2016年到达木星轨道,调查木星上冰岩芯是否存在;确定木星上水的含量;大气中氨的含量;研究木星大气对流情况以及探讨木星磁场起源和极地磁层任务计划于2017年10月结束。探测木星期间,探测器将在那里遭受到强烈宇宙射线的照射,强度超过太阳系内除了太阳以外任何有探测器造访过的地方。

按照计划,朱诺号抵达木星,它将围绕这颗气态巨行星的轨道运转一年时间,任务期间一共围绕木星飞行33圈,采用极轨轨道在北极到南极之间绕转飞行。这艘飞船上一共搭载了8台载荷设备,用于考察木星的大气层,引力场以及磁场。

2015年7月,美国宇航局发布了一则消息,已经在行星际空间中飞行四年的“朱诺”号探测器预计在2016年7月4日抵达木星。

2016年,它将会进行切入轨道点火,将速度减慢后进入周期为11天的极轨道。

2016年1月13日下午2点(北京时间1月14日凌晨3点),美国朱诺号打破依靠太阳能提供能源的探测器最远航行记录,当时它距离太阳约7.93亿千米,相比较地球到太阳的距离只有约1.5亿千米。

美国国家航空航天局(NASA)发布消息称,朱诺号木星探测器将于美国东部时间7月4日晚进入木星轨道,结束其将近5年的长途旅行。

2016年7月5日11点18分,朱诺号探测器终于结束了5年的征程,顺利抵达木星极地轨道。NASA宣布,已经收到回传信号,朱诺号成功启动主引擎。经过执行木星轨道切入(JOI)动作,于11点53分顺利接入木星极地轨道,成为其人造卫星。

2017年2月19日,美国国家航空航天局(NASA)宣布放弃人类里程碑式的木星探测器——“朱诺”号,因为它已经在错误的轨道上滞留了太久时间,团队不会再去寻找让其进入更理想轨道的方式。不过,错误“路线”却有可能带来“不一样的风景”。[1]

功能配置

朱诺号

“朱诺”由美国洛克希德·马丁公司建造,宇航局下属喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。“朱诺”是美国宇航局“新疆界”计划实施的第二个探测项目。

“朱诺”号探测器携带着3块太阳能板,每块宽2.7米,长10米,大小相当于拖拉机的拖车。升空后一个小时内,3块太阳能板将慢慢展开,这让“朱诺”号看起来像一台巨型的风车,媒体形象地把这3块太阳能板称为“太阳能翅膀”。2017年4月,也就是环绕木星轨道飞行9个月后,“朱诺”号将超过欧洲航天局的“罗塞塔”号彗星探测器,成为单纯依靠太阳能动力飞行里程最长的航天器。

“朱诺”号太阳能板可提供14千瓦的电力,但进入木星轨道后,提供的电力仅为400瓦,只能点亮少量电灯泡。因此,“朱诺”号上的科学仪器和机载计算机均高度节能,同时研究团队还为“朱诺”号精心设计了环绕木星运行的轨道,使其尽可能多地接收阳光。

携带设备

“朱诺”上装有9台探测设备,包括一部广角彩色摄像机,可以向地球发回彩色图像。当朱诺号进入轨道后,红外线及微波探测仪器将会测量来自木星大气层深处的热辐射源。这些观测将会补充

及证实先前对木星成分的研究包括探测水及氧的分布。此外,这也会帮助了解木星的起源。朱诺号也会研究造成木星大气层诸多形态及现象的环流。同时,其他仪器会对木星的引力场及两极磁层的数据进行采集。整个朱诺号任务安排在2017年10月完毕届时探测船将已环绕木星33圈,最后会离开轨道并堕入木星中。

这种太阳能电池板具有高效的光能利用率,这也决定了其尺寸庞大:长度达到8.9米,宽度2.7米。足以为五只标准灯泡提供电力,如果太阳能电池板面对太阳的角度进行优化,最大可产生12-14千瓦的电力。

由于木星以及卫星附近具有强大的高能粒子场,辐射强度超过除了太阳以外任何有人类探测器到达过的地方,辐射带由木星赤道开始,穿过木卫二欧罗巴,向外拓展650000公里所以包括太阳能电池板在内的各种外设和内设都要做好各种屏蔽辐射的处理以承受强烈的X射线的照射。

朱诺还将使用其通讯设备考察木星的重力场,这是其"重力科学实验"项目的一部分。通过发射信号回地球并观察其多普勒效应,科学家们将能够考察木星重力场对信号的影响。

教育计划

作为公众教育计划的一部分,朱诺探测器还将携带3个乐高玩偶一起飞向木星,这三个小人分别是罗马神话中的天神朱庇特(注:Jupiter,即英语中的木星),朱庇特的妻子朱诺(Juno,即探测器的名字),以及意大利著名天文学家伽利略,他对木星的观测做出过重要的开创性贡献,包括发现了木星的4颗最大的卫星,它们现在被称为"伽利略卫星"。

事实上,首颗围绕木星运行的探测器便被命名为"伽利略号",除此之外,此次朱诺探测器还将携带一块由意大利航天局提供的伽利略箴言铭牌,上面有伽利略的头像,以及当年伽利略观测木星时纪录的笔记原文。

参考资料

1.“朱诺”号木星探测器被弃·人民网