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木星是太阳系星之冠,它的直径达14.28万千米,体积是地球的1316倍,质量是地球的318倍。从地球上看木星,总放射着金色的光芒。表面有许多连绵不断而明亮的条纹,以及奇妙的大红斑点。
先驱者号探测器
先驱者10号探测器
迄今有两对探测器造访过木星。第一对是先驱者10号和先驱者11号探测器,它们是人类最先派到木星附近考察的使者。这种探测器重约260千克,为六棱柱体,高2.4米,最大直径2.7米。它们携带10多种仪器,能执行多项观测任务。先驱者10号于1972年3月2日发射,经过1年又9个月的艰难跋涉,穿过危险的小行星带,越过木星周围的强辐射区,1973年12月3日与木星相会。它飞临木星时,沿木星赤道平面从木星右侧绕过,在距木星13万千米的地方穿过木星云层,拍摄了第一张木星照片。1973年4月6日先驱者11号从地救启程,经过1年又8个月的漫长路程,1974年12月5日到达木星附近,从木星左侧4.2千米的地方飞过木星北极上空。它掠过木星云层时,拍摄了300多张木星彩色照片,同时进行了各项科学考察。
旅行者号探测器
旅行者2号
第二对考察木星的探测器是旅行者1号和2号。首先出征的是旅行者2号,1977年8月20日发射,半个月后的9月5日旅行者1号启程。这两个探测器沿着两条不同的轨道飞向木星,100天后旅行者1号超过了旅行者2号,先期到达木星考察。1979年3月5日,旅行者1号在距木星27.5万千米处与木星会合,拍摄了木星及其5颗卫星的几千张彩照并传回地球。通过这些照片可以发现木星周围也有一个光环,还探测到木星的卫星上有火山爆发活动。旅行者2号于1979年7月9日到达木星附近,从木星及其卫星中穿过,在距木星72万千米外拍摄了几千张照片。旅行者号探测器只是顺路考察木星,但获得许多意相不到的探测成果。
“伽利略”号木星探测器
“伽利略”是世界上第一个木星专用探测器,但却不是木星的第一个探访者。第一批访问木星的是“先驱者”10号和11号两个探测器。它们是采用在行星际漫游的方式进行探测的多面手,先后探测了木星、木星的卫星、土星和土星的卫星等。后来,“旅行者”1号、2号探测器又升空了,但这“哥俩”对木星的探测也是走马观花。它们都没有带着陆舱,且是在飞越木星和土星等行星时从很远距离进行探测,所以图像清晰度差,探测时间短,数据不全面。
为解开木星之谜,美国于1989年10月18日发射了“伽利略”木星探测器,开始了对木星的专门探索。“伽利略”木星探测器对科学界意义重大,因为科学家认为,了解木星有助于揭开行星系统的起源之谜,找到太阳系形成和演化的模型。
“伽利略”重2.718吨,由轨道器和子探测器组成。1995年7月13日,“伽利略”的子探测器与轨道器分离,同年12月8日以每小时17万公里的速度进入木星大气层。在木星大气层中飞行考察的75分钟里,它向运行在20万公里高的轨道器发回了探测数据,然后再由轨道器把数据发回地球。这是人类首次对木星大气进行原位测量。
“伽利略”轨道器重2.378吨,载有近红外质谱仪、磁强计、等离子探测器和尘埃检测计等,探测数据通过直径5米的伞状高增益天线传回地球。它在1995年1 2月7日抵达木星轨道后,绕木星飞行,并飞临木星几颗卫星进行了近距离探测。它对木星的观测距离比“旅行者”号近20倍,发回照片的清晰度比“旅行者”号高50倍以上,探测结果与科学家以前的推测有许多不同。这次探测使人类首次完整地观测到木星、木星卫星及其磁场,是20世纪最重要的行星探测活动之一。
值得一提的是,1994年7月22日,“伽利略”到达距木星一亿多公里的地方,观测到了苏梅克-列维9号彗星的碎片与木星相撞的壮观景象,并发回了第一张相撞的图像。它还捕捉到最后一块彗星碎片撞击木星的情景。这在当时轰动了全球。
“伽利略”在完成对木星及其卫星为期两年的第一阶段考察后,又开始“超期服役”,着重对木星最大的卫星木卫3进行近距离考察,计算其上有多少个陨石坑以便确定其“年龄”,探测正在喷发的活火山以及寻找存在液态海洋的其他证据。1998年10月,“伽利略”发现木星的两颗卫星上存在海洋,因而很可能有生命。
据美国航空航天局2000年8月通过“伽利略”收集到的磁场数据显示,木卫2表面有大面积的冰层,冰层下则是可导电的液体。“伽利略”发回的照片表明,木卫2表面的裂缝位置发生了变化,这有可能是由表层下的海洋流动造成的。种种迹象显示,木卫2上可能存在能供生命延续的重要物质———水,这使得木卫2上存在微生物等早期生命形式成为可能。美国航空航天局随后制定出了派遣破冰船前往木卫2进行探测的计划。
除了木卫2,“伽利略”也为人类了解木卫1提供了许多重要资料。2001年8月,它成功完成了对木卫1绕飞,在其上空200公里掠过。根据探测器传回的数据分析,木卫1好像有微弱的内部磁场,也可能不存在内部磁场,但要得出确切的结论还需要作更多的分析。2001年10月15日晚,“伽利略”再次绕飞木卫1,此次绕飞距木卫1表面仅180公里,是“伽利略”距木卫1最近的一次飞行。
然而“探木专家”终究有退休的一天。2002年1月17日美国科学家宣布,“伽利略”当日在接近火山密布的木卫1作最后一次飞行时发生故障而无法收集数据。这是因为它错误地将自身设置为“待机模式”。工作小组只好向其发送修正指令。“伽利略”发生故障不在意料之外,因为它已经是“超龄服役”了。自1995年到达木星到至今,它所经受的辐射量已高于设计规格2.5倍,而且这一价值15亿美元的探测器燃料也已经不多了。因此2002年1月将是它第6次也是最后1次飞越木卫1,并于2003年9月坠入木星大气层。科学家计划利用木星极高的大气压使“伽利略”插入木星的深处,以尽量避免坠落于可能有生命存在的木卫2。
在坠落之前,科学家对“伽利略”每月进行一次检查,因为它还在不断地发回木星的信息。2003年2月底,美国航空航天局对它的任务完成情况进行了评估:耗资15亿美元的“伽利略”探测器计划目前已完成70%以上的科学探测目标。对木星的探索,它可谓是“尽心尽责”了。
2003年9月21日中午,1500名各界代表聚集在美国宇航局喷气推进实验室里,为“伽利略”木星探测器隆重“送行”。12时49分,接到人类最后一道指令的“伽利略”脱离轨道,以大约每小时17万公里的速度义无反顾地冲入木星风暴中。与木星大气摩擦过程中所形成的高温使它发生剧烈燃烧,人类智慧的结晶最终与这个神秘的大行星融为一体。
美航空航天局人士说,专家原本计划让“伽利略”在环木星轨道上运行下去,但考虑到它的燃料即将用尽,在木星引力的作用下,其运行轨道有可能发生变化,并有可能导致与木卫2相撞。如果真是这样,附带在“伽利略”上的地球微生物将被带至木卫2,这是科学家不愿看到的。
美国科学家表示,“伽利略”上的微生物在温度适合和射线照射下将产生质变。尽管“伽利略”拥有保护隔层,但在飞行的摩擦中隔层会逐渐脱落,微生物将被释放出来。美国航空航天局通常都会对空间探测器进行微生物消毒,以保证不给太阳系的其他星球带去污染,但“伽利略”未经类似消毒。而探测结果显示,木卫2也许是太阳系中最有可能存在地球以外生命的地方之一。它似乎是一些生物理想的生长地,所以现在它成为人类的重点研究和保护对象。从理论上讲,“伽利略”与木卫2相撞可能导致来自地球的微生物在木卫2上立足。这种情况将会影响未来在这颗卫星上寻找其本土生命的工作。
因此,坠毁于木星是“伽利略”结束“生命”的最好方式。空间探测器与其他星球相撞并非首次,但像这种为保护其他星球环境而摧毁探测器在人类史上却是首次。通常情况下,卫星等航天器在报废之后须返回地球坠毁,但有时航天器也会在控制下葬身于其他星球。例如,美国“麦哲伦”号探测器1994年坠毁于金星。而1999年美国“月球勘探者”探测器坠毁于月球,则是美国除“伽利略”外最近一次在地球之外的天体上销毁探测器。
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