世界上速度最快的宇宙飛船 NASA太空探測(cè)器朱諾號(hào)

經(jīng)過5年的飛行，接近28億公里的旅程，美國(guó)太空總署（NASA）的太空探測(cè)器“朱諾號(hào)”目前已成功抵達(dá)木星軌道，即將開啟一段新的旅程。

這艘宇宙飛船的名稱來自希臘羅馬神話。天神朱庇特拉起了帷幕隱藏他的惡作劇，但他的妻子朱諾能夠看穿云霧，看見木星（朱庇特）真正的本質(zhì)[40]。第三號(hào)小行星，婚神星（3 Juno）的英文名字也是朱諾。

得知朱諾號(hào)已成功進(jìn)入木星軌道后，NASA團(tuán)隊(duì)鼓掌慶祝

“朱諾號(hào)”的第一個(gè)紀(jì)錄創(chuàng)造于2016年1月，成為【最遠(yuǎn)的太陽能宇宙飛船】，那時(shí)候“朱諾號(hào)”飛行距離超過了由歐洲航天局羅塞塔于2012年10月創(chuàng)造的7.91億公里距離，雖然Voyager和New Horizons走的更遠(yuǎn)，但是他們是由核動(dòng)力發(fā)電。

朱諾號(hào)的第二個(gè)紀(jì)錄創(chuàng)造與2016年7月4日，那時(shí)它受到了來自木星的巨大引力。這個(gè)氣態(tài)巨行星的巨大引力能夠讓正在移動(dòng)的探測(cè)器速度達(dá)到每小時(shí)26.5萬公里，這使得“朱諾號(hào)”成為【運(yùn)行速度最快的宇宙飛船】，從而打破了由Helios 1號(hào)于1976年4月17日創(chuàng)下的紀(jì)錄。

朱諾號(hào)接下來的20個(gè)月將在木星上度過，搜集這個(gè)星球神秘的天氣和內(nèi)部構(gòu)造相關(guān)數(shù)據(jù)。除了攜帶了各種相機(jī)和科學(xué)工具之外，Juno還帶了3個(gè)LEGO迷你人型——分別為古羅馬神話的眾神之王朱庇特、他的妻子朱諾和天文學(xué)家伽利略——他們絕對(duì)是歷史上走的最遠(yuǎn)的迷你人型了。

朱諾號(hào)是NASA新疆界計(jì)劃前往木星探測(cè)的宇宙飛船，于2011年8月5日從卡納維爾角空軍基地發(fā)射升空，2016年7月5日抵達(dá)。探測(cè)器將放置在繞極軌道，研究木星的組成、重力場(chǎng)、磁場(chǎng)、磁層和磁極。

發(fā)射時(shí)間： 2011 年 8 月 5 日

軌道高度： 2,672 mi

耗資： 11 億美元（2011 年）

制造商： 洛克希德·馬丁

朱諾號(hào)是NASA新疆界計(jì)劃前往木星探測(cè)的宇宙飛船，于2011年8月5日從卡納維爾角空軍基地發(fā)射升空，2016年7月5日抵達(dá)。探測(cè)器將放置在繞極軌道，研究木星的組成、重力場(chǎng)、磁場(chǎng)、磁層和磁極。朱諾號(hào)也要搜索和尋找這顆行星是如何形成的線索，包括是否有巖石的核心、存在木星大氣層深處的水量、質(zhì)量的分布、風(fēng)速可以達(dá)到618公里每小時(shí)（384英里每小時(shí)）的深度。

朱諾號(hào)是進(jìn)入木星軌道的第二個(gè)航天器，第一個(gè)為伽利略號(hào)探測(cè)器（1995-2003年）。

朱諾號(hào)已于東八區(qū)時(shí)間2016年7月5日到達(dá)木星。

任務(wù)摘要

朱諾號(hào)需要花費(fèi)5年的時(shí)間巡航到木星，預(yù)計(jì)并成功于2016年7月4日（UTC+0）抵達(dá)。這艘探測(cè)器旅行的總距離大約28億公里（17億4,000萬英里，18.7AU），并以20個(gè)地球月的時(shí)間環(huán)繞木星37圈。朱諾號(hào)的航程在2011年8月5日發(fā)射后約兩年（2013年10月12日），再度接近地球軌道，藉由地球的重力助推提升速度。在飛掠過地球之后不久，朱諾號(hào)就進(jìn)入安全模式，向與木星會(huì)合的路徑上前進(jìn)。在2016年7月4日，探測(cè)器點(diǎn)火減速，以進(jìn)入一周期14日的木星極軌道。

一旦朱諾號(hào)進(jìn)入周期為14日的該軌道，紅外線和微波的儀器將開始測(cè)量來自木星大氣層內(nèi)深處發(fā)射出的熱輻射。通過這些觀測(cè)將可以評(píng)估水的豐度和分布，還有氧成分。通過填補(bǔ)木星成分缺失的這一塊拼圖，可以深入了解木星起源。朱諾號(hào)也將研究驅(qū)動(dòng)木星大氣環(huán)流的對(duì)流和模式。朱諾號(hào)的其它儀器也將收集有關(guān)木星重力場(chǎng)、極性和磁層的資料。朱諾號(hào)的任務(wù)預(yù)計(jì)在2018年2月，完成繞行木星37周后結(jié)束。朱諾號(hào)將脫離軌道，沖入木星的外層大氣層焚毀[8][9]，以消除任何影響和污染木星衛(wèi)星的可能。

飛行軌跡

擎天神五號(hào)（AV-029）使用俄羅斯設(shè)計(jì)的RD-180為主引擎，動(dòng)力由煤油和液態(tài)氧提供，并在點(diǎn)火前3.8秒時(shí)使用5個(gè)固體火箭助推器（solid rocket booster，SRBs）。大約在飛行1分33秒后，兩個(gè)燃盡的助推器先被拋棄，再1.5秒后，剩余的三個(gè)助推器也被拋棄。大約飛行3分24秒時(shí)，已經(jīng)穿越最濃厚的大氣層，熱度也低于預(yù)定限額時(shí)，保護(hù)朱諾號(hào)的的酬載整流罩分離。擎天神五號(hào)主發(fā)動(dòng)機(jī)在升空后4分26秒切斷。16秒后，第二節(jié)的半人馬座火箭點(diǎn)燃，燃燒了大約6分鐘，將衛(wèi)星放入初始暫駐軌道。

探測(cè)器在滑行30分鐘后，半人馬座火箭再度點(diǎn)燃9分鐘，將探測(cè)器放入地球逃逸軌道。

半人馬座火箭分離前，啟動(dòng)反應(yīng)引擎使朱諾號(hào)以1.4RPM旋轉(zhuǎn)。大約發(fā)射后54分鐘，探測(cè)器與半人馬座火箭分離，開始伸展他的太陽能電池板。在太陽能電池板完成布署之后，朱諾號(hào)的電池開始充電。成功布署的太陽能電池板使朱諾號(hào)的自轉(zhuǎn)速度降為原來的三分之二。探測(cè)器的自轉(zhuǎn)確保在航行中的穩(wěn)定，所以探測(cè)器上所有的儀器都能夠觀察到木星[10][12]。

到木星的航程需要耗費(fèi)五年的時(shí)間，包括在2013年10月9日過境地球進(jìn)行重力助推。在2013年8月12日，朱諾號(hào)已經(jīng)完成前往木星的一半航程。當(dāng)它抵達(dá)木星系統(tǒng)，朱諾號(hào)將旅行大約19天文單位的距離。

朱諾號(hào)計(jì)劃的軌道在極地的高度是4,300公里（2,672英里），在赤道則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出卡利斯多的高離心橢圓繞極軌道。

這種類型的軌道可以避免探測(cè)器長(zhǎng)期與木星的輻射帶接觸，避免傷害到探測(cè)器的電子儀器和太陽能電池板。"朱諾抗輻射拱頂"使用1厘米厚的鈦金屬做墻壁，也有助于保護(hù)和屏蔽朱諾的電子儀器，探測(cè)器計(jì)劃至少要運(yùn)行木星的繞極軌道33圈。每圈的時(shí)間從11天至14天不等。

離軌和解體

朱諾號(hào)被計(jì)劃在第37次環(huán)繞軌道期間達(dá)到任務(wù)的結(jié)束，并且執(zhí)行受控的離軌墜入木星的大氣層而解體。

費(fèi)用

朱諾號(hào)最初被提議在2009年6月發(fā)射的開銷約為7億美元（2003財(cái)政年度）。NASA的預(yù)算限制造成推遲到2011年8月，并在擎天神5號(hào)運(yùn)載火箭船上以551配置發(fā)射。截至2011年6月，探險(xiǎn)任務(wù)被預(yù)計(jì)在其一生的花費(fèi)為11億美元。

朱諾號(hào)攜帶的科學(xué)儀器套件將：

確定氫氧比例，有效的測(cè)量木星上水的豐度，這將有助于厘清現(xiàn)行理論中有關(guān)氣體巨星的木星是在太陽系的何處形成。 獲得更好的木星核心質(zhì)量評(píng)估，也將有助于厘清氣體巨星于太陽系何處形成的現(xiàn)行理論。 精確的繪制木星引力場(chǎng)圖，以確定木星內(nèi)部的質(zhì)量分布，包括其結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)等屬性。 精確測(cè)繪木星的磁場(chǎng)，評(píng)估其起源和結(jié)構(gòu)場(chǎng)，以及在木星的多深處創(chuàng)造出磁場(chǎng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也將有助于科學(xué)家了解基本物理學(xué)的發(fā)電機(jī)原理。 測(cè)繪大氣成分、溫度、結(jié)構(gòu)、云的不透明度和動(dòng)力學(xué)變化，在所有的緯度上達(dá)到壓力超過100帕（10MPa；1,450磅/平方英寸）。 探索木星極地的磁層和極光的三維結(jié)構(gòu)和特征。 測(cè)量由木星的角動(dòng)量造成的參考系拖曳，也稱為冷澤-提爾苓進(jìn)動(dòng)，和可能的廣義相對(duì)論效應(yīng)與木星自轉(zhuǎn)連接的一個(gè)新測(cè)試。