「朱諾」探測器不孤單!和「小夥伴」相約太空

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原標題 群「器」薈萃探星空——「朱諾」號探測器在太空中的「戰友」們

美國國家航空航天局(NASA)最大的探測器「朱諾」號7月到達木星軌道。

據NASA官網消息,「朱諾」號的可見光相機「朱諾相機」(JunoCam)在入軌後第六天開機,並成功對木星系統進行了遠距離拍攝,獲取了首張入軌後的木星系統照片。

其實,「朱諾」號並非孤身在太空戰鬥。

目前,太陽系約有幾十個人造衛星、軌道飛行器以及深空探測器在日夜不眠不休地工作,為科學家們收集有關行星、彗星、小行星以及其他星際現象的數據。

儘管這些探測器的使命各不相同,但有一個共同的目標:更好地了解宇宙以及我們所身處的星球。

美國全國廣播公司(NBC)在近日的報導中,列出了其中的代表。

日本「拂曉(Akatsuki)」號金星探測器

2010年,日本的「拂曉」號金星探測器首次嘗試進入金星軌道的努力,由於發動機系統的故障而失敗。

經過長達5年的延遲和磨難,於2015年被金星引力場捕獲,開始了探索距離地球最近的行星鄰居——金星的秘密奇幻旅程,成為目前唯一環繞金星運轉的空間探測器。

歐洲空間局的「金星快車」探測器,已於2014年底結束了探測任務。

「拂曉」號金星探測器是日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)與三菱重工聯合研製的日本首顆金星探測器。

該探測器耗資2億美元,攜帶了5台相機,覆蓋波段從紅外一直到紫外,可對金星大氣的不同特徵開展考察,包括在金星大氣以及雲層中頻發的劇烈閃電並搜尋火山活動的跡象,紫外相機還將追蹤金星大氣中的二氧化硫。

目前「拂曉」號正在約10天環繞金星一周的橢圓軌道上飛行,剩餘燃料可供觀測5年左右。

NASA「月球勘測軌道飛行器(LRO)」

月球勘測軌道飛行器是一個發射至月球軌道的無人宇宙飛船,於2009年6月18日在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空,這是10年來美國首個目標為月球的航天任務。

2014年6月23日,LRO正式到達月球軌道。

自2009年開始,LRO一直在拍攝並繪製月球表面的圖像,它拓寬了我們對於月球表面地形的理解,觀察了其他月球探索項目並對將來的著陸點進行偵察。

目前,這台飛行器已經進入月球軌道兩年多,它收集的數字信息超過歷史上任何一次行星探測任務。

例如,LRO搭載的Diviner溫度測量儀在月球赫米特隕石坑底發現了太陽系裡最冷的地方,那裡的溫度最低可達零下248攝氏度;它也拍攝到了「阿波羅」飛船著陸的畫面,並已拍攝到至少2個月球坑洞的最清晰照片等。

這台飛行器收集的數據會存儲進對公眾開放的行星數據系統,從而強化人們對未來探索可能性的理解。

LRO將於2017年退役。

NASA「黎明(Dawn)」號小行星探測器

「黎明」號探測器是第一個探測小行星帶的人類探測器,也是第一個先後環繞位於火星和木星之間小行星帶內的兩個體積最大小行星——穀神星與灶神星的人類探測器。

整個「黎明」號計劃耗資3.57億美元,還不包括德爾塔2型火箭的造價。

「黎明」號探測器於2007年從美國佛羅里達州甘迺迪航天中心發射升空,於2011年抵達第一個目的地——灶神星,繞灶神星軌道運行一年後,在其離子發動機的幫助下,於2012正式啟程前往穀神星,在2015年抵達穀神星軌道,成為首個造訪矮行星的探測器。

太陽系的小行星帶是位於火星和木星軌道間的小行星密集區域,天文學家估計這裡有約50萬顆種類各異的小行星。

穀神星是這個小行星帶中最大的天體,平均直徑約為950公里,此前從未有探測器到訪。

灶神星是與地球類似的岩石天體,而穀神星是典型的冰雪天體,這兩個極不相同的天體竟可同處一個小行星帶上,其原因也是「黎明」號探測器需要揭示的奧秘之一。

截至目前,「黎明」號探測器已發回了穀神星與灶神星的7萬多張圖片,它收集的數據展示了兩顆矮行星地表上大量的地貌特徵。

比如灶神星上埃佛勒斯峰山峰以及穀神星北半球環形山內的神秘亮點,此前,科學家們基於收集的數據揭示了穀神星的神秘亮斑及其表面以下的組成成分。

研究人員希望通過比對觀測這兩個天體的演化過程,獲得與太陽系的起源、形成以及演進過程有關的重要線索。

據NASA官網7月消息,該探測器將繼續停留在穀神星軌道上,而不會像項目負責人之前設想的那樣,在2019年,利用其離子推進器引擎拜訪直徑150千米的小行星——導神星(145 Adeona)。

NASA「新視野(New Horizons)」號探測器

NASA耗資7億美元打造的「新視野」號宇宙飛船是迄今為止飛得最快的太空飛行器,也是人類發射的第一個冥王星探測器。

它於2006年發射升空,主要目的是對冥王星、冥衛一等柯伊伯帶天體進行考察。

2015年7月14日,「新視野」號歷經9年長達50億公里的長途跋涉,首次歷史性地飛越冥王星時,發回了這顆星球有史以來最清晰的照片。

國家天文台月球與深空探測研究部、中國科學院月球與深空探測重點實驗室副研究員鄭永春曾撰文介紹,我們的太陽系包含三個主要區域:一區為內太陽系,包括水星、金星、地球和火星,稱為類地行星,均為岩石質天體;二區為外太陽系,包括木星、土星、天王星和海王星,稱為類木行星,均為氣液態巨行星。

一區和二區之間以距離太陽2.3—3.3天文單位(1天文單位為日地平均距離,約等於1.5億千米)的小行星帶為界。

三區為海王星以外,包括距離太陽約30到50個天文單位的柯伊伯帶。

柯伊柏帶是1992年才發現的太陽系新大陸,其中有數千顆冰凍的小天體,冥王星是其中的「老大」。

這些冰凍的天體含有大量的水,非常不同於常見的八大行星和小行星,「新視野」號探測器的發現將直接改變我們對太陽系的已有認識。

「新視野」號探測器配備了當前最先進的天體觀測設備,是有史以來最先進的太陽系外側軌道飛船,搭載了8個攝像頭和4台光譜儀,可在各種波段上對冥王星進行「掃描」。

由於「新視野」號探測器飛得太遠,太陽根本不足以提供所需能量,因此它也有一個靠核反應提供能量的裝置。

今年7月初,NASA正式批准「新視野」號的任務時間延長至2021年,允許其繼續執行在2019年1月1日飛越一個名為「2014 MU69」小天體的任務。

天文學家認為,這個位於冥王星外16億千米的天體寬度只有21至40千米,與矮行星冥王星非常不同,因此近距離觀測這個天體將有助於了解外太陽系的形成與進化過程。

除了探索2014 MU69天體,「新視野」號還將觀察位於柯伊伯帶的其他數十個天體,其中包括第二大矮行星鬩神星(136199 Eris)。

NASA「2001火星奧德賽(2001 Mars Odyssey)」號探測器

NASA為了向亞瑟·克拉克的科幻小說《2001:太空漫遊》致敬,將一艘火星探測器的名字命名為「2001火星奧德賽」號,它是圍繞地球紅色的鄰居——火星的幾個探測器中的一員。

「2001火星奧德賽」號探測器的具體任務包括:繞火星軌道運行;研製火星的構成;尋找火星上的水和埋在淺層的冰;發現火星上火山活動情況;檢測太陽系和星際的致命輻射,從而為人類火星探險鋪平道路。

「2001火星奧德賽」號於2001年4月發射成功,2001年10月到達火星軌道,進行氣阻減速以進入環繞火星軌道。

2002年開始執行科學任務以來,它一直在源源不斷地向地球發送火星的圖像,幫助科學家們更好地理解火星的地理和天氣狀況。

2010年,藉助「2001火星奧德賽」號上的先進攝像機,科學家們製作並公布了迄今為止最為精確的火星表面地圖。

而且,科學家們基於這些數據,預測火星表面之下蘊藏著水冰。

2008年7月31日,NASA宣布,「鳳凰」號火星探測器確認火星上水的存在,與「2001火星奧德賽」號的預測相符合。

而且,「2001火星奧德賽」號探測器也是「好奇」號火星漫遊車與地球溝通的中繼。

2012年,NASA成功讓「2001火星奧德賽」號探測器進入一個新位置,負責監視「好奇」號火星車在火星表面著陸的全過程:在一個理想位置,接收「好奇」號在著陸過程中傳回的信號並傳回地球。

多國合作的「卡西尼(Cassini)」號土星探測器

作為人類迄今最雄心勃勃的太空探索項目之一,「卡西尼」號土星探測器是NASA與歐洲空間局和義大利航天局的一個合作項目。

「卡西尼」號探測器以義大利出生的法國天文學家卡西尼的名字命名,其任務是環繞土星飛行,對土星及其大氣、光環、衛星和磁場進行深入考察。

作為20世紀最後一艘行星際探測的大飛船,「卡西尼」號探測器於1997年發射升空,在經過6年8個月、35億千米的漫長太空旅行之後,順利進入土星軌道,開始對土星大氣、光環和衛星進行歷時4年的科學考察。

同時,「卡西尼」號放出了一個名叫「惠更斯」的探測器,飛往土星最大的衛星土衛六(Titan),計劃在土衛六上找到地球如何形成有利於生命生長環境的線索。

「卡西尼」號土星探測器不斷向地球傳回在土星拍攝的圖像,並有一些重大的發現。

比如,2012年3月,探測器發現土衛四上存在氧氣。

今年晚些時候,「卡西尼」號探測器將開始執行一項名為「大決戰(Grand Finale)」的變軌飛行任務。

屆時,「卡西尼」號將上升到土星北極上方並靠近該顆星球的F環。

在從原先軌道切換到F環附近的過程中,探測器將收集相關數據,這一過程將重複22次。

NASA希望「卡西尼」號的最後一個任務能解開更多關於土星的秘密,其中包括星球內部結構、重力場和磁場等,之後它將繼續回傳數據並預計於2017年9月15日結束13年的使命,在土星的懷抱中「香消玉殞」。

NASA「旅行者1(Voyager 1)」號探測器

「旅行者1」號探測器是迄今距離地球最遠的人造飛行器。

它於1977年9月5日發射升空,並分別於1979年和1980年拜訪了木星和土星。

它也是第一個提供了木星、土星以及其衛星詳細照片的探測器。

2013年「旅行者1」號越過了太陽風層頂,進入了星際空間,成為人類歷史上第一個到達星際空間的人造物。

美國愛荷華大學的唐納德·格尼特及其同事在《科學》雜誌發表報告時表示:「這是太空飛行史上一座偉大的里程碑,簡直可以和人類第一次登月相提並論。

「旅行者1」號探測器上攜帶有兩枚核電池,能保證它繼續飛行至2025年。

一旦電池耗盡,它將繼續向銀河系中心前進,再也回不來了。

「旅行者1」號上攜帶了一張銅質磁碟唱片,它的外徑為30.5厘米,鍍金表面,內藏金剛石留聲機針,這意味著即使是十億年之後,這張唱片的音質依然和新的一樣。

它的內容包括用55種人類語言錄製的問候語和各類音樂,55種人類語言中包括了四種中國方言:普通話、閩南語、粵語、吳語;還有115幅影像,這些數據旨在向「外星人」表達人類的問候。

NASA「旅行者2(Voyager 2)」號探測器

由於「旅行者1」號在發射前出現故障,它的孿生姊妹「旅行者2」號無人探測器先它幾天,於1977年8月20日從美國卡納維拉爾角空軍基地發射升空,從此踏上漫漫征途。

1977年12月19日,由於獲得意外的引力加速,「旅行者1」號超過「旅行者2」號。

「旅行者2」號與「旅行者1」號設計基本相同,不同的是「旅行者2」號遵循一個較慢的飛行軌跡,使它能保持在黃道(即太陽系眾行星的軌道水平面)之中,因此,它不僅掠過了木星和土星,而且透過土星的引力加速飛往天王星(1986年)和海王星(1989年),成為了第一艘造訪天王星和海王星的宇宙飛船。

「旅行者2」號探測器目前正在穿過太陽風最外層的「太陽風鞘」區域,最終將同「旅行者1」號一樣進入星際空間,它也攜帶一張特製的唱片。

歐俄合作的「ExoMars 2016」火星探測器

「火星微量氣體軌道器(ExoMars)」任務是一個由歐洲空間局和俄羅斯合作的火星探測項目,由兩個階段任務組成。

第一階段即於今年發射「ExoMars 2016」火星探測器。

第二階段,原計劃於2018年(現推遲2020年)發射一個火星探測車在火星表面著陸。

火星車將攜帶鑽探工具和探測儀器對火星土壤進行鑽孔和分析,以尋找火星土壤下幾米深處是否存在有機生命的痕跡。

「ExoMars2016」於今年3月搭乘俄羅斯研製的「質子」號火箭,從哈薩克斯坦拜科努爾航天發射場升空,正式展開其「尋找火星上是否存在生命」的太空旅程,它將於今年10月19日抵達火星。

據悉,「ExoMars2016」的主要目的是分析火星大氣層中的甲烷氣體;驗證火星表面安全軟著陸的主要關鍵技術;實現著陸器在火星表面著陸。

而原計劃在2018年發射的ExoMars火星探測計劃第二階段任務,也因為技術問題延後至2020年7月,它將由一個俄羅斯研製的著陸器和一輛歐洲空間局研製的火星車組成。

歐空局的「羅塞塔(Rosetta)」號彗星探測器

「羅塞塔」號探測器將於9月30日與「菲萊(Philae)」登陸器在一顆划過太陽系的彗星上會合,結束任務。

「羅塞塔」號探測器以羅塞塔石碑命名,羅塞塔石碑的發現是古埃及象形文字成功釋讀的關鍵,歐洲空間局希望這個儀器也能在太空探測中獲得關鍵性突破。

菲萊則以尼羅河中小島菲萊命名。

2004年發射的「羅塞塔」號彗星探測器是歐洲空間局組織的無人太空船計劃,這個耗資13億歐元的任務將主要研究「楚留莫夫-格拉希門克(67P)」彗星。

科學家們認為,彗星可能是太陽系的「時間膠囊」,蘊藏著太陽系起源的秘密。

「羅塞塔」號探測器在航行10年、65億公里路程後,2014年11月13日凌晨,「菲萊」成功登陸彗星,成為首個在彗星上登陸的太空飛行器。

目前,人類探索的足跡已經抵達了太陽系內所有主要的天體,這些探索過程大大拓展了人類的知識和視野疆界。


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