朱諾號為什麼要從「極地軌道」研究木星，這麼做的好處是什麼？

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維基百科上寫的：

NASA有一個要從極地軌道仔細研究木星的任務計劃。稱為朱諾號的太空船已經在2011年8月發射，將於2016年底到達

以下內容全部來自NASA的Juno介紹手冊 http://www.jpl.nasa.gov/news/press_kits/juno/
20160705更新，結尾加了彩蛋~

一句話概括：既要有足夠近的觀測，又要最大限度避開木星的高輻射帶。

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極軌的設計當然和增加觀測覆蓋面等等有關，畢竟極區一般來說都是深空觀測的盲區（或者數據質量很差），但最主要的還是和Juno的探測目標有關。

Juno的主要目標是揭示木星的形成和演化。具體探測任務就是要以前所未有的高精度探測木星的重力場、磁場、大氣、成分、以及內部結構同外部磁場大氣共同作用的耦合機制等等，重點是「高精度」。要達到這麼高的目標精度，就必須離木星足夠近，一直離得足夠近吧又容易受到木星輻射帶的損害，估計很快就壞掉了（多費錢啊……）於是只好通過極軌設計來勉強折衷一下咯。而且就算這樣估計Juno的預期壽命也不會很長，Galileo飛了八年就是靠離得遠啊。

↓ Juno的極軌設計，最近可達離木星4200km，最遠將達7900km（截自NASA"s Eyes）

其他附加的好處自然也有一堆：

可以讓Juno的三塊巨大的太陽能電池板有持續光照（軌道全部避開了木星的陰影區；太陽到木星的光照強度只有到地球的1/25）
全球覆蓋（觀測可以重複覆蓋所有緯度，加上木星的自轉，還可以覆蓋所有的經度）
可以近距離仔細觀測木星的極區（高清影像，帶電粒子，磁場，同步觀測太陽系內最亮的極光等等）
獲得極區的三圍磁層結構（跟前面幾條也差不多）
……

最後附Juno任務具體的科學目標，總之就是：絕大多數軌道設計都是在現有技術制約之下為實際探測目標服務的。

Juno Science Objectives
The primary science objectives of the mission are as follows:
Origin
Determine the abundance of water and place an upper limit on the mass of Jupiter』s possible
solid core to decide which theory of the planet』s origin is correct.
Interior
Understand Jupiter』s interior structure and how material moves deep within the planet by
mapping its gravitational and magnetic fields.
Atmosphere
Map variations in atmospheric composition, temperature, cloud opacity and dynamics to depths greater than 100 bars at all latitudes.
Magnetosphere
Characterize and explore the three-dimensional structure of Jupiter』s polar magnetosphere and auroras.
The overall goal of the Juno mission is to improve our understanding of the solar system by understanding the origin and evolution of Jupiter. It addresses science objectives central to three NASA Science divisions: Solar System (Planetary), Earth–Sun System (Heliophysics), and Universe (Astrophysics).
Juno』s primary science goal of understanding the formation, evolution, and structure of Jupiter is directly related to the conditions in the early solar system, which led to the formation of our planetary system. The mass of Jupiter』s possible solid core and the abundance of heavy elements in the atmosphere discriminate among models for giant planet formation. Juno constrains the core mass by mapping the gravitational field, and measures through microwave sounding the global abundances of oxygen (water) and nitrogen (ammonia).
Juno reveals the history of Jupiter by mapping the gravitational and magnetic fields with sufficient resolution to constrain Jupiter』s interior structure, the source region of the magnetic field, and the nature of deep convection. By sounding deep into Jupiter』s atmosphere, Juno determines to what depth the belts and zones penetrate. Juno provides the first survey and exploration of the three-dimensional structure of Jupiter』s polar magnetosphere.

加個彩蛋，發現NASA的NASA之眼更新了Juno模塊，可以實時跟進Juno的進度哦~剛試了一下，還比較炫酷~下載地址可戳 NASA"s Eyes: Eyes on Juno

↓ 打開是這樣

↓ 進入Juno模塊

↓ 從Juno的角度看木星

↓ 俯視木星系統，可以看到Juno的實時位置

↓ 同時顯示木星的內部結構（我沒顯示，覺得有點丑）、輻射場、磁場、極光、木星環（我咋沒看到）

↓ 換個視角

關於Juno任務的完整說明可以見我的專欄文章：朱諾號木星探測器：進擊吧，屠龍勇士!

選擇極軌這事我在文中有說明。最簡單的解釋就是看VLA那張圖：

木星周圍是充斥著相對論性近光速電子的輻射帶，對航天器非常有害。這個輻射帶是平行於赤道面方向的一個環，緯度一直延伸到極地附近。

好在輻射帶跟木星之間有一個幾千公里的狹縫，要想在河邊走還不濕鞋，只能從極地那個口子扎進去，貼著木星表面飛。

那能不能一直貼著表面飛，完全待在那個狹縫裡呢？

你要減小遠木點的高度讓它降到輻射帶以下的話，除非你攜帶巨多燃料，實施很暴力的一次性變軌，否則像MRO那種氣動剎車什麼的，需要很多圈軌道才能把遠木點高度降下去。降的過程必然會穿越輻射帶，這就划不來了。為了長時間不穿越輻射帶而必須先一次性遭受大量輻射，這個說不通。

就是這樣。

這個維基百科上不是解釋的很清楚嗎？為什麼還要問呢？
1.朱諾號要測繪引力和磁場分布圖，還要繪製極地磁場的三維結構圖，當然要進入極軌道才能把全球掃描一遍。

2.避免長時間處於木星磁層內部，減少輻射帶對探測器損害。

這主要是由「朱諾號」的觀測目標所決定的。

那麼！問題來了，「朱諾號」到底是去幹什麼的呢？

其實，「朱諾號」的觀測目標主要是木星的磁層和極光。

無論個頭還是質量來看，木星都是太陽系裡最大的行星，其磁場強度也居太陽系所有行星之首。

「朱諾號」要極其精確地測量木星磁層的分布和隨時間的變化情況，從而幫助科學家理解木星的磁層「發電機」是如何工作的——磁層是否由木星深處的金屬氫層產生，具體如何產生等。這些觀測將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，這也會有助於尋找有關木星起源的線索，包括木星是否有像地球這樣的岩石核心。

所以嘍~~~

為了能觀測到磁層和極光，「朱諾號」選擇了與眾不同的極軌道飛行，軌道呈狹長的橢圓形，近距離貼近木星的兩極。

這就決定了它在運行期間要承受強烈的電離輻射，畢竟普通探測器在這種條件下會很快被損壞無法正常工作。為了應對這一特殊情況，科學家還為它設計了相當於一輛SUV大小！！！的鈦合金抗輻射屏蔽拱頂以保護其計算機中央控制器。

其實，「朱諾號」的旅程是名副其實的冒險之旅。即使有鈦合金的保護，磁層內高能粒子也會逐漸破壞它的探測器和計算機系統。因此按照計劃，20個月後它將墜落到木星上，結束使命。

我覺得也有考慮木星環吧，從赤道進入撞上環就麻煩了，從兩級進入可以離木星更近些

謝邀，不過真心不知道為什麼邀
一來我本科專業是儀器科學與技術，跟衛星好像不怎麼搭邊
二來我研究生雖然將在空間技術研究院讀，但是還是做儀器不是做衛星