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木星探测

时间:2019-08-28    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

木星探测

 

初步成果

1973 年 4 月 6 日,美国发射先驱者 11 号探测飞船,执行飞掠木星(1974

年 12 月)和土星(1979)年的使命;1977 年 8 月 20 日又发射了旅行者 2 号

探测飞船,半月后又发射旅行者 1 号探测飞船。后发射的旅行者 1 号于 1979

年 3 月 5 日先行到达木星,同年 7 月 9 日旅行者 2 号也到达木星。

旅行者 1 号从木星云顶 286000 公里上空飞越,提供了木星系统的新信

息。木星的大气是复杂的,由氢和氦组成的稠密大气层之上是色彩斑斓的云

层;木星大气的运动比预计的更加汹涌,似乎受到云顶底下深处某种力的控

制;足以容纳几个地球的大红斑,是一个巨大的大气风暴,每隔 6 天沿逆时

针方向转动一次;已发现木星周围有一个 29 到 30 公里厚的薄环。最大的意

外是,在木卫 1 这个木星卫星上至少有九座活火山,有些火山的火焰高达 280

公里。其他已调查的木星卫星包括木卫 3、木卫 2 和木卫 4。木卫 3 的直径达

5200 公里,比土星卫星土卫 6 大,是太阳系内最大的行星卫星。

旅行者 2 号从距木星云顶 643000 公里之内飞越木星,探测了条纹状的

云、红斑、“白卵”、木星环(旅行者 1 号已发现的)和木卫 1、木卫 2、木

卫 4、木卫 3 和木卫 5。另外旅行者 1 号和 2 号还发现三颗新的木星卫星、极

光和像地球上特大闪电一样的云顶闪电。

木星的密度很低,只是地球密度的 0.24 倍,对木星的就近探测证实它的

主要成份氢和氦。它是一颗由液态氢构成的巨大星球,除了有一个很小、可

能是熔融的岩核以外,没有探测到任何的固体表面。

木星大气中,82%是氢,17%是氦,其他成份仅占 1%左右。这层大气

层厚度约 965 公里。在木星云顶层之下 965 公里处,气态氢在摄氏 1999 度的

温度和巨大的压力下,变成了液态氢;大约在 25000 公里的深处,液态氢在

摄氏 11000 度的温度和 300 万个大气压下,变成了固态金属氢。木星上的氢

和氦挥发得很少,基本上保持了原始星云的化学组成,内部是处在高温高压

下的液态氢。

虽然先驱者和旅行者姐妹探测飞船成功地拍摄了有关木星及其卫星外貌

和大气层的大量清晰照片,把人类对木星的认识向前推进了一大步,但是由

于木星的云顶比较厚,无法弄清大气下层气体的状态,无从了解大气层内部

各种状态参数随高度的变化,至今仍有许多奇特的现象无法得到合理的解

释。为此,美国决定设计枷利略号探测飞船,用它对木星系统进行更详细的

就近考察和科学探测,以进一步揭开木星世界之谜。

木星探测飞船的任务

伽利略号木星探测飞船总重 2550 千克,由轨道器和大气探测器两部分组

成,前者在木星的椭圆轨道上执行探测任务;后来深入木星大气层深处探测

大气层的成份和物理特性。轨道器备有多种光学摄像装置,一个小型天线,

用来向地球转发大气探测器发送来的数据。大气探测器总重为 345 千克,由

制动防热罩和球形仪器舱组成。防热罩是个锥角等于 120 度的钝头圆锥壳

体,为防御进入大气层时的气动加热,表面覆盖一层很厚的碳—碳烧蚀防热

层。防热罩重量占大气探测器重量的一半。球形仪器舱除了装备大气组分探

测计、质谱仪、氦气浓度计、测云计、辐射计、高能粒子探测计等多种探测

仪器外,还有降落伞系统、无线电发射装置和少量能源。


伽利略号木星探测飞船本预备在 1986 年 5 月由航天飞机施放。由于挑战

者号航天飞机在 1986 年 1 月失事而未能按计划执行。

直到 1989 年 10 月 18 日,探测飞船才发送上天。预计将在 1995 年飞近

木星。飞行路线是独特的:先在 1990 年 2 月飞越并探测金星,从金星获得额

外推力,随后于 12 月飞近地球,进行照相和测量。按计划,它在 1992 年 12

月再次越过地球之前和之后,各遇上一颗小行星,借助引力跳板,最后踏上

飞向木星的轨道,全部行程长达 6 年以上。在环绕木星运行时,伽利略号将

对它进行 20 个月的观测;同时探测飞船还将利用木星卫星的引力作用做一系

列环绕飞行以考察木星的其余卫星。人们期待着伽利略号探测飞船给人类传

来有关木星和木星系统的详尽的新信息。

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