“朱诺”号到木星了,NASA又给了全世界一个赢150万美金的机会

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27


撰文:Alicia Chang

编辑:周阳

翻译:吴欣雨

历经5年的太空飞行后,朱诺于7月4日成功飞抵木星


“朱诺为我们做出了无懈可击的表演”


“朱诺”号抵达木星


冒着强烈的辐射,一个由NASA发射的航天器在历经五年的太空飞行后,终于在7月4日成功飞抵木星,并开始对这颗太阳系的“行星之王”进行探测。


在收到太阳能动力探测器“朱诺”号(Juno)飞抵木星入轨的消息时,位于NASA喷气推进实验室(JPL)和洛克希德马丁公司(Lockheed Martin)的地面指挥人员掌声雷动。




接入木星轨道的过程十分激动人心。靠近目标后,“朱诺”号主引擎准时点火进行减速,并缓缓滑进预定轨道。因为木星和地球之间存在沟通时间滞后的问题,在完成这些复杂动作时都是自动驾驶的状态。


“朱诺,欢迎来到木星,”詹妮弗•德拉万(Jennifer Delavan)说。她是洛克希德马丁公司太空飞行地面指挥中心(mission control)的评论员, “朱诺”号正是由该公司制造完成的。


项目负责人表示,早前的报告表明“朱诺”号状况良好、运行正常。


“朱诺为我们做出了无懈可击的表演,”JPL的项目主管瑞克•尼巴肯(Rick Nybakken)在任务后的发布会上如是说。



JPL的项目主管瑞克·尼巴肯(Rick Nybakken)庆祝“朱诺”号进入木星轨道


为了成功抵达木星,“朱诺”号关闭了探测器上的摄像机和其他设备,因此到达目标点时并没有留下照片。任务完成之后,NASA公布了一段上周在靠近木星的过程中拍摄的延时摄影。画面中的木星在远处发出黄色的光芒,四个内部卫星正环绕着它转动。


这段影片揭露了一个惊人的事实:木星的第二大卫星木卫四比最初预计的还要黯淡。科学家们已经承诺,当“朱诺”号掠过木星云顶时,会对该行星进行近距离观测。整个朱诺项目将历时20个月,耗资11亿美元。


作为距太阳第五的行星,同时也是太阳系中质量最大的行星,木星被称作气态巨行星,主要由氢和氦组成,和以岩石为主的地球和火星大不一样。


木星有着起伏的云层和明暗交替的带纹,它很有可能是在太阳形成不久后率先诞生的极端世界。探寻木星的历史可能会提供一些线索,帮助我们理解地球及其他太阳系行星何以孕育形成。



木星


“朱诺”号是以罗马神话中朱庇特的妻子、“悍妇”朱诺的名字命名的。它是人类发射的第二个专用探测木星的探测器。


1989升空的“伽利略”号(Galileo)环绕木星运行了近十年,传回木星及其卫星的众多图片。它还发现木卫二冰层表面下存在海洋的痕迹,被认为是寻找地外生命的首要目标。


“朱诺”号的任务如下:穿过木星厚实的大气层,从极点的有利位置上洞悉其内部结构。它还要解决如下的问题:木星上究竟有多少水?是否存在固态核心?为什么木星的南北极光是太阳系中最亮的?


“朱诺要做的是探索木星表面之下的奥秘,“朱诺”号的首席科学家斯科特•博尔顿(Scott Bolton)在它入轨前说。“我们必须看看木星里面是什么,它是如何构成的,构成的成分有多厚,研究它真正的秘密。”



“朱诺”号的首席科学家斯科特•博尔顿(Scott Bolton)


木星上的大红斑也是个谜。最近,哈勃太空望远镜的观察显示,这个在木星大气层中存在了数百年之久的怪物正在缩小。


通往木星的艰难旅程共计28亿千米,花费了“朱诺”号近五年的时间。它首先在内太阳系航行,接着靠近地球,利用地球的引力弹射穿越了火星和木星之间的小行星带。


在航行途中,“朱诺”号打败了欧洲的彗星探测器罗塞塔(Rosetta),成为了人类发射的运行最远的太阳能航天器。“朱诺”号外沿有3块巨大的太阳能版,像是风车的叶片,为9个科学仪器的运行提供500瓦特的电力。


在接下来的几天里,“朱诺”号将会开启所载的科学仪器,但真正的研究工作要到8月下旬飞行器更靠近木星的时候才会进行。“朱诺”号计划将下降至木星云层5000千米之下——这比之前的项目都要更近。只有这样,“朱诺”号才能绘制出木星的重力场和磁力场,进而研究行星的内部结构。


“朱诺”号是一个身披铠甲的航天器——它的计算机和其他电子设备都被固定在钛壳装甲中,用来防止有害辐射。尽管如此,在完成任务的过程中,如果受到了相当于牙科所用X光100万倍的辐射照射,那它也会受到损害。


和之前的“伽利略号”一样,在2018年完成使命之后,“朱诺”号会自行坠入木星大气层并解体。这是必要的牺牲,为的是防止探测器会意外撞向木星那些具有潜在宜居性的卫星。


延伸阅读

 百年NASA,机器人模拟星球漫游比赛


撰文:Jing Cao


今年6月,NASA邀请一群机器人和它们的制造者来到麻省参与一个能赢得150万美金的机会。


作为NASA一百周年纪念所举办的挑战之一,本次机器人竞赛“The Sample Return Robot Challenge”是为模仿在别的星球漫游以及获取样本的探测车而举办的。竞赛在伍斯特理工学院举办,吸引了20多个团队竞争,获得进入下一轮并获得大奖的机会。5个团队晋级。


NASA举办这次竞赛是为了从各种机器人极客中获取灵感。这些参与者里有高中生、大学生、退休的夫妇以及来自各种背景的家庭。虽然NASA称目前还未将竞赛中任何的想法结合到真正的探测车里,许多参赛者利用他们获得的经验来创业。


第一轮竞赛中,机器人需要在不熟悉的环境下漫游,搜寻物体并小心收集,以及回到基地。因为竞赛的目的是在于模仿在月球以及火星上的探测车,机器人不能使用任何平时不备重视的传感器,比如那些依靠卫星或者是地球磁场的。这就意味着不能使用指南针、不能使用GPS定位仪。它还不能使用任何需要大气才能运行的系统。机器人需要在30分钟内完成任务,移动速度不允许快于日常行走的速度。



以下是简单的竞赛流程:


第一步


寻找NASA所说的“提前存储的样品”。样品看起来虽像是海贼的弯钩,却是最重要的目标。它代表着已经被认证的的样本,正等待探测车来收集。机器人这时候应该已经获得关于这个目标的数据。


第二步


收集样本。创造者们想出了好几个获取样本的方案。其中一个是将样本扫入一个盒子里;另一个是用爪子状的机械手来抓住目标,然后放入机器人中。


第三步


寻找并收集紫色的石头。竞争者们都知道石头的大小和重量,却没有足够的数据提供给他们的机器人。


第四步


找到并返回基地。这项任务其实比听上去要难得多,因为基地地点并不是预先决定的。记着,它们没有GPS。



在3天的时间里,这些团队将它们的机器人无数次的送上了竞赛场。Erica Tiberia的机器人AL,多次获取了两个样本,却无法顺利返回基地。Tiberia焦躁不安地在栏杆后看着AL卡在最后的阶段停滞不前。


Mind&Iron是一只“速度战队”,一旦机器人错过一个样本,他们便飞奔上场将机器人收回进行调整,然后重新出发,就这样在一小时的时间限制里尽可能反复多次,让人非常印象深刻;还有些团队的机器人连上场的机会都没有。


五位进入下一轮的参赛者分别拿走了5000美元的奖金。这五位,以及在先前几年已经进入下一轮的一对夫妇,将在六月份被重新聚集,参与第二轮竞赛。想要赢得最终大奖,机器人将要收集更多的目标样本,包括一些更难被识别的。


愿强者取胜。


编译:何孟乔



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