木星探索計劃

木星探索計劃

11/2/2019

 

在过去的歲月中, 人類探索木星, 除了繞地球軌道的哈伯望遠鏡定期觀測之外, 至少有以下8次發射軌道探測器的紀錄:

 

⑴1972年3月NASA發射先鋒10号 (Pioneer 10), 首次使用核能發电太空船, 穿过小行星環帶, 飛越木星、土星、海王星的探測器。探测木星磁場、磁層、太陽風、宇宙射線、大氣及內部。原來計劃21個月, 沒想到服役了30年, 直到2003年才退休。

 

⑵ 1973年, 4月發射先鋒11号, 依循類似軌道。

 

⑶ 1979年, 旅行者1和2号。詳細請看《旅行者1&2號, 寂寞的使命》

 

⑷1990年~2009年, Ulysses, 欧美太空合作計劃。主要是要研究太陽風、太陽磁場、彗星..等。飛入木星軌道不过是要借引力加速。

 

⑸加利略号是第一颗核能發電繞木星軌道太空船, 1995年12月到達木星後, 它在木星的暴風雲中發射了大氣偵測儀。(Atmospheric Probe) 進行溫度、压力、風速、密度...等分析。2003年, 役畢它就衝入木星大氣, 自盡了! 詳細請看《探索木衛二欧羅巴》

 

⑹2000年, 卡西尼号(Cassini) 木星、土星和冥王星研究。

 

⑺2007年, 新視野号 (New Horizons) 庫伯帶Kuiper Belt.

 

⑻2016年7月, 到達木星的朱諾号(Juno) 計劃研究木星组成、重力場、磁層、大氣層水量..等. 任務將在 2021年7月結束。

 

引力彈射

為了節省燃料、時間和計劃成本, 科学家借助沿途行星的「引力彈射」, 從一站飛到下一站。这是航天力学的基本概念, 好像一個人單臂擲鐵餅, 半蹲, 張开双腿, 背向, 大幅度旋轉身体, 以最大離心力, 將鐵餅順勢飛出去。引力彈射就是這個道理, 探测器快速飛入, 順着某星球自轉軌道, 離心力就加速它在某一點的切線方向飛出。

 

 

太陽能或者核能發电

一般而言, 探索太陽系內圍的諸行星, 因為較靠近太陽, 為了省錢多使用太陽能, 借太陽板供电; 而探索離太陽較遠的外圍諸行星, 則多採用核能發电。然而2011年發射探索木星, 第一顆外圍行星的探測器, 则是使用三片巨型太陽能板, 聰明之处是循「繞極軌道」來掃瞄木星。所謂繞極軌道是垂直繞着木星南北極轉動, 以取得充分的日照時間。