撥雲見「木」吧，「朱諾號」！

李忠東編譯

我們不得不承認，美國宇航局（N ASA）在為各類探測器取名時，往往凝結著深厚的人文歷史情懷。朱諾其實是羅馬神話中天神朱庇特的妻子，傳說朱庇特常常會施展法力，用雲霧遮住自己的真容，讓他人難以辨別。唯有朱諾能看透這些雲霧，了解朱庇特的真面目。

不知這一次，人類的「朱諾」，能否解開木星這顆雲遮霧繞的氣態巨行星隱藏的秘密。

精準進入木星軌道

其實早在2016年6月底，「朱諾號」（J uno）探測器就已經進入了木星的引力範圍。木星的強大引力，加速了「朱諾號」的運行，使其達到了15萬英里/時（約合24萬千米/時），成為有史以來速度最快的人造飛船，依其速度，9分鐘內就能環繞地球飛行一圈。因此，如何讓高速飛行的「朱諾號」成功被木星捕獲，並成為環繞木星的衛星，就成了「朱諾號」在進入木星軌道時面臨的最大挑戰。

為了確保它能順利進入木星軌道，N ASA提前5天關閉了探測器上的所有設備，直到「朱諾號」到達兩天後才再次打開。因為一旦遇到意外，飛行探測器就將划過木星，消失在宇宙空間里了。

7月5日11時18分，激動人心的時刻到來了——「朱諾號」點燃引擎，進行了長達35分鐘的主動降速後，被木星的引力俘獲，進入木星軌道，成為一顆極地軌道衛星。由於「朱諾號」和地球之間的單向信息傳輸時長為48分鐘，因此N ASA需要提前約1小時就開始向它傳送減速和入軌的信號指令，而在這個過程中仍極有可能出現不測。

值得慶幸的是，「朱諾號」不負眾望，一次成功。從整個過程來看，這一切都進行得很順利——「朱諾號」點燃發動機的時間和預測的只相差了一秒。如果時間相差過大，它很可能永遠失去進入木星軌道的機會。

緊接著，「朱諾號」進入了周期為53.5天的木星俘獲軌道，運行兩個周期之後，它將於2016年10月19日實施其最後一次主要變軌，以350米/秒的速度進入周期約為14天的科學軌道。

等待5年的約會

「朱諾號」在茫茫太陽系中飛行了近5年，跨越了27億千米後才等到與木星相會的這一天，實屬不易。雖然早在2011年8月，「朱諾號」便發射升空了，但它並沒有徑直飛向木星——它在擺脫地球引力後仍然受控於太陽引力的作用運行著。直到2013年10月9日，飛出地球兩年後的「朱諾號」與地球擦身而過（最近時僅相距559千米），在地球的引力彈射作用下（也就是所謂的彈弓效應），它獲得了7.3千米/秒的加速度，才具備了飛往木星的能力。

正是在這段「游弋」於地球周圍的日子裡，科學家抓緊時間，開機測試了「朱諾號」所攜帶的科學儀器，為向木星進發做好了充足準備。

這次「朱諾號」成功進入木星軌道，創造了一系列不可思議的工程學奇蹟，還創下了兩個第一：第一個由太陽能驅動的木星探測器，第一個圍繞著木星兩極軌道飛行的人造探測器。

「朱諾號」上還搭載了三個鋁製樂高人偶——「伽利略」、「朱庇特」和「朱諾」。「伽利略」帶著他的望遠鏡和木星模型，「朱庇特」手握閃電權杖，而「朱諾」則手執放大鏡作為追求真理的標誌。還有一塊銘牌也跟隨它們前往木星，銘牌上鐫刻著伽利略在1610年1月觀測木星的手稿以及這位著名科學家的肖像。

「朱諾」進入木星軌道後傳回的首張照片。

在成功完成一系列的變軌之後，「朱諾號」將於今年11月開展預定的探測考察任務，其主要使命是了解木星的起源、形成和演化過程。

在眾多先進設備和成熟技術的幫助下，「朱諾號」將近距離觀測木星雲層的頂端，並探測木星雲層下方的情況，對木星兩極的極光、引力場、磁場、大氣結構和成分進行探測，同時觀察它的內部結構、大氣與磁場各方之間的相互關聯。通過這些研究，科學家將加深對木星形成與演化的理解，並在此基礎上進一步了解整個太陽系誕生的過程和機制。

為了實現相關目標，承擔著重要科學觀測任務的「朱諾號」採取木星極軌道飛行，高度很低，最近時距離木星雲層頂部僅4100千米，每11天圍繞木星運行一周。這樣的軌道設計出於兩方面的考慮：一是能使探測器飛得非常低，以獲取精確的引力場測量數據；二是可以避免探測器進入危險性最高的輻射區域，從而最大限度保護它的安全。

此外，由於受到太陽風的影響，木星上有非常強烈的輻射帶，其分布與地球上空的范艾倫輻射帶類似，但強度卻要高得多。范艾倫輻射帶由地球磁場俘獲的帶電粒子構成，形成兩個環繞地球的同心環。輻射帶會因為太陽風暴和其他空間天氣事件而膨脹，常常會對衛星通訊、GPS衛星以及宇航員構成嚴重威脅。因此，「朱諾號」需要「頭頂」1厘米厚的鈦合金保護層，才能保證電子元器件儀器的正常工作。

在7月5日進入木星軌道後，「朱諾號」搭載的「J unoCam」彩色可見光相機就開始工作並傳回數據。7月11日，它在距離木星約430萬千米的位置拍下了木星的第一張照片，其中包括木星的大氣層特徵、大紅斑和三顆最大的衛星——木衛一、木衛二和木衛三。然而由於距離延時加上信號帶寬太小，研究人員那時還只能在這張照片上看見木星的「迷之側臉」。

想要真正分享這顆大型氣體行星有史以來最清晰的高解析度圖片，還需要耐心等待幾周時間。不過美國西南研究院首席研究員斯科特·博爾頓卻非常樂觀：「『J unoCam』成功經受住了木星極端輻射環境的考驗，它已經準備好拍攝木星，我們迫不及待地想看到木星兩極的第一張圖像。」

作為「朱諾號」的眼睛，「J uno-Cam」專為拍攝木星兩極和雲層頂端的壯觀景象而設計。它將提供一個更寬廣的視角，為「朱諾號」上的其他科研儀器提供素材。

「朱諾」首次採用鈦金屬製成的輻射防護電子艙。

註定早逝的悲劇英雄

按照計劃，「朱諾號」將圍繞木星飛行37圈，其中有32圈極為關鍵：首先需要用8圈實現對木星表面每隔48°經度的8個窄條的觀測，接著再用8圈將觀測區域間隔縮小至24°，最後再用16圈將其縮小到12°。

雖然環繞一圈科學軌道要約兩周時間，但「朱諾號」只有在最接近木星的6～8個小時里才能有效地開展科學觀測。不過這32圈科學軌道編織的「鳥籠」，足以把整個木星表面納入囊中。到2018年2月20日，「朱諾號」將完成自己光榮而神聖的使命。由於攜帶有劇毒燃料，以及地球上的微生物和細菌，科學家擔心它可能會污染木星幾顆衛星上的環境，而在那些冰衛星上又可能存在著微生物形態的生命，出於「行星保護原則」，因此「朱諾號」最終的命運就是主動受控墜入木星大氣層焚毀。

當然，「朱諾號」也不必過於傷心。早在1989年，美國就已經發射過一個「伽利略號」（Gal i l eo）探測器。它在1995年抵達木星，開始圍繞木星旋轉，並向其釋放了一顆大氣探測器，以研究木星大氣的構成。不料在進入木星大氣層1個小時後，「伽利略號」就與大氣發生了嚴重摩擦，最終被強大壓強摧毀。科學家估測，這顆大氣探測器極有可能直接被融化甚至蒸發，徹底消失在木星大氣中。與之相比，「朱諾號」顯然要幸運得多。

9月5日消息，NASA的朱諾號探測器首次成功拍攝木星北極地區。照片中可以看到木星巨大奇艷的極光以及變幻莫測的雲層，與我們之前對木星的印象大相徑庭。

照片中可以看到雲層中是有影子的，所以專家預測木星北極雲層的高度很高。而且木星北極還發現了六邊形結構，而這個結構在木星其他地方並沒有發現。

儘管「伽利略號」探測器對木星進行過近距離觀測，但是對人類來說，這個巨大的行星仍有磁場、大紅斑、核心成分等許多未解之謎。此次，「朱諾號」將攜帶磁強計、微波輻射計、高能粒子探測器等眾多先進的科學設備，對木星進行詳細的觀測研究。

以羅馬神話中眾神之王朱庇特命名的木星絕不是一顆平庸的行星，而敢於窺探眾神之王真實面目的朱諾，也註定將成為一個史詩般的悲劇英雄。究竟「朱諾號」能否撥開雲霧，看透木星的厚實雲層，直擊真容，幫助人類洞悉其內部結構，就讓我們拭目以待吧！

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