世界上速度最快的宇宙飞船 NASA太空探测器朱诺号

爱你网 278 2022-05-25 03:51:13

世界上速度最快的宇宙飞船 NASA太空探测器朱诺号

世界上速度最快的宇宙飞船 NASA太空探测器朱诺号

经过5年的飞行,接近28亿公里的旅程,美国太空总署(NASA)的太空探测器“朱诺号”目前已成功抵达木星轨道,即将开启一段新的旅程。

这艘宇宙飞船的名称来自希腊罗马神话。天神朱庇特拉起了帷幕隐藏他的恶作剧,但他的妻子朱诺能够看穿云雾,看见木星(朱庇特)真正的本质[40]。第三号小行星,婚神星(3 Juno)的英文名字也是朱诺。

世界上速度最快的宇宙飞船 NASA太空探测器朱诺号

得知朱诺号已成功进入木星轨道后,NASA团队鼓掌庆祝

“朱诺号”的第一个纪录创造于2021年1月,成为【最远的太阳能宇宙飞船】,那时候“朱诺号”飞行距离超过了由欧洲航天局罗塞塔于2012年10月创造的7.91亿公里距离,虽然Voyager和New Horizons走的更远,但是他们是由核动力发电。

朱诺号的第二个纪录创造与2021年7月4日,那时它受到了来自木星的巨大引力。这个气态巨行星的巨大引力能够让正在移动的探测器速度达到每小时26.5万公里,这使得“朱诺号”成为【运行速度最快的宇宙飞船】,从而打破了由Helios 1号于1976年4月17日创下的纪录。

朱诺号接下来的20个月将在木星上度过,搜集这个星球神秘的天气和内部构造相关数据。除了携带了各种相机和科学工具之外,Juno还带了3个LEGO迷你人型——分别为古罗马神话的众神之王朱庇特、他的妻子朱诺和天文学家伽利略——他们绝对是历史上走的最远的迷你人型了。

朱诺号是NASA新疆界计划前往木星探测的宇宙飞船,于2011年8月5日从卡纳维尔角空军基地发射升空,2021年7月5日抵达。探测器将放置在绕极轨道,研究木星的组成、重力场、磁场、磁层和磁极。

发射时间2011 年 8 月 5 日

轨道高度2,672 mi

耗资11 亿美元(2011 年)

制造商洛克希德·马丁

朱诺号是NASA新疆界计划前往木星探测的宇宙飞船,于2011年8月5日从卡纳维尔角空军基地发射升空,2021年7月5日抵达。探测器将放置在绕极轨道,研究木星的组成、重力场、磁场、磁层和磁极。朱诺号也要搜索和寻找这颗行星是如何形成的线索,包括是否有岩石的核心、存在木星大气层深处的水量、质量的分布、风速可以达到618公里每小时(384英里每小时)的深度。

朱诺号是进入木星轨道的第二个航天器,第一个为伽利略号探测器(1995-2003年)。

朱诺号已于东八区时间2021年7月5日到达木星。

任务摘要

朱诺号需要花费5年的时间巡航到木星,预计并成功于2021年7月4日(UTC+0)抵达。这艘探测器旅行的总距离大约28亿公里(17亿4,000万英里,18.7AU),并以20个地球月的时间环绕木星37圈。朱诺号的航程在2011年8月5日发射后约两年(2013年10月12日),再度接近地球轨道,藉由地球的重力助推提升速度。在飞掠过地球之后不久,朱诺号就进入安全模式,向与木星会合的路径上前进。在2021年7月4日,探测器点火减速,以进入一周期14日的木星极轨道。

一旦朱诺号进入周期为14日的该轨道,红外线和微波的仪器将开始测量来自木星大气层内深处发射出的热辐射。通过这些观测将可以评估水的丰度和分布,还有氧成分。通过填补木星成分缺失的这一块拼图,可以深入了解木星起源。朱诺号也将研究驱动木星大气环流的对流和模式。朱诺号的其它仪器也将收集有关木星重力场、极性和磁层的资料。朱诺号的任务预计在2021年2月,完成绕行木星37周后结束。朱诺号将脱离轨道,冲入木星的外层大气层焚毁[8][9],以消除任何影响和污染木星卫星的可能。

飞行轨迹

擎天神五号(AV-029)使用俄罗斯设计的RD-180为主引擎,动力由煤油和液态氧提供,并在点火前3.8秒时使用5个固体火箭助推器(solid rocket booster,SRBs)。大约在飞行1分33秒后,两个燃尽的助推器先被抛弃,再1.5秒后,剩余的三个助推器也被抛弃。大约飞行3分24秒时,已经穿越最浓厚的大气层,热度也低于预定限额时,保护朱诺号的的酬载整流罩分离。擎天神五号主发动机在升空后4分26秒切断。16秒后,第二节的半人马座火箭点燃,燃烧了大约6分钟,将卫星放入初始暂驻轨道。

探测器在滑行30分钟后,半人马座火箭再度点燃9分钟,将探测器放入地球逃逸轨道。

半人马座火箭分离前,启动反应引擎使朱诺号以1.4RPM旋转。大约发射后54分钟,探测器与半人马座火箭分离,开始伸展他的太阳能电池板。在太阳能电池板完成布署之后,朱诺号的电池开始充电。成功布署的太阳能电池板使朱诺号的自转速度降为原来的三分之二。探测器的自转确保在航行中的稳定,所以探测器上所有的仪器都能够观察到木星[10][12]。

到木星的航程需要耗费五年的时间,包括在2013年10月9日过境地球进行重力助推。在2013年8月12日,朱诺号已经完成前往木星的一半航程。当它抵达木星系统,朱诺号将旅行大约19天文单位的距离。

朱诺号计划的轨道在极地的高度是4,300公里(2,672英里),在赤道则远远超出卡利斯多的高离心椭圆绕极轨道。

这种类型的轨道可以避免探测器长期与木星的辐射带接触,避免伤害到探测器的电子仪器和太阳能电池板。"朱诺抗辐射拱顶"使用1厘米厚的钛金属做墙壁,也有助于保护和屏蔽朱诺的电子仪器,探测器计划至少要运行木星的绕极轨道33圈。每圈的时间从11天至14天不等。

离轨和解体

朱诺号被计划在第37次环绕轨道期间达到任务的结束,并且执行受控的离轨坠入木星的大气层而解体。

费用

朱诺号最初被提议在2009年6月发射的开销约为7亿美元(2003财政年度)。NASA的预算限制造成推迟到2011年8月,并在擎天神5号运载火箭船上以551配置发射。截至2011年6月,探险任务被预计在其一生的花费为11亿美元。

朱诺号携带的科学仪器套件将:

确定氢氧比例,有效的测量木星上水的丰度,这将有助于厘清现行理论中有关气体巨星的木星是在太阳系的何处形成。 获得更好的木星核心质量评估,也将有助于厘清气体巨星于太阳系何处形成的现行理论。 精确的绘制木星引力场图,以确定木星内部的质量分布,包括其结构和动态等属性。 精确测绘木星的磁场,评估其起源和结构场,以及在木星的多深处创造出磁场。这个实验也将有助于科学家了解基本物理学的发电机原理。 测绘大气成分、温度、结构、云的不透明度和动力学变化,在所有的纬度上达到压力超过100(10MPa;1,450磅/平方英寸)。 探索木星极地的磁层极光的三维结构和特征。 测量由木星的角动量造成的参考系拖曳,也称为冷泽-提尔苓进动,和可能的广义相对论效应与木星自转连接的一个新测试。
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