電影《流浪地球》中,木星曾為試圖逃離太陽系的地球制造了大麻煩。地球本想借助木星引力加速逃亡,但差點被其巨大引力撕碎。最后主人公犧牲自己,點燃木星,讓地球繼續(xù)向著太陽系外流浪。
在現(xiàn)實中,這顆巨大的星球,對人類也同樣有著非凡的吸引力。只是,飛向它的專用探測器,都和電影中的地球一樣,命途多舛。
全國政協(xié)委員、北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院教授徐世杰3月6日接受科技日報記者采訪時說,在我國有待開展的深空探測項目中,木星探測才應(yīng)該是重點。
阿波羅登月計劃,啟動于上世紀(jì)60年代;美國的火星巡游探測器,發(fā)射于上世紀(jì)90年代。但對木星的探險之旅,美國也只進(jìn)行了兩次。“國家開展重大項目,要考慮三方面因素,一是科學(xué)目標(biāo),二是對技術(shù)的牽引作用,三是經(jīng)濟(jì)效益或社會效益。”徐世杰說,月球探測和火星探測還是在走前人走過的路,但是木星探測,則幾乎和其他國家站在同一起跑線上。“木星探測對上述三方面都有重要意義。”
探索木星,可以尋找地外生命。木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二被認(rèn)為最可能有生命存在——其表面有巨大冰層,冰層之下,有液態(tài)水。
徐世杰打了個比方——在火星上找生命,屬于“考古”,找的是生命存在過的痕跡;但在木衛(wèi)二上,一切是現(xiàn)在進(jìn)行時,“科學(xué)意義重大”。
而要想順利探測木星,有兩大技術(shù)難關(guān)必須闖。
“防輻射技術(shù)是木星探測尤其是木衛(wèi)二探測的難點。”徐世杰說,木星輻射帶半徑達(dá)70萬公里,木衛(wèi)二的軌道完全在木星的輻射帶內(nèi),探測器離木星稍近,就會遭受它的超強(qiáng)輻射轟炸。美國國家航空航天局第一個探測木星的航天器是“伽利略”號,發(fā)射于1989年,“因為輻射出了20多處故障”;“朱諾”號木星探測器于2011年升空,飛行4年11個月后進(jìn)入木星軌道。徐世杰介紹,盡管“朱諾”號帶有用150公斤鈦做成的防輻射盔甲,但保護(hù)作用依然有限,不得不選擇比較高的軌道,并使軌道盡量接近輻射較少的極區(qū)。
第二個要攻克的技術(shù)難題,是能源。
經(jīng)過漫長旅途,穿越小行星帶到達(dá)木星附近之后,探測器能接收到的太陽能功率僅為地球附近的1/25。如果不想讓探測器攜帶巨大的太陽能帆板,就要用到核能。在放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器中,放射性材料衰變釋放熱能,熱能再被轉(zhuǎn)換為電能。“現(xiàn)在用得最多的燃料是钚-238。但钚在自然界中儲量并不多,美國的钚-238庫存也日漸減少,越發(fā)捉襟見肘。”徐世杰說,美國正在研發(fā)可替代的新能源材料。相比之下,我國的深空探測器并不多,短期內(nèi)還不會“缺糧”,但這種理想燃料遲早會耗盡。“如果不積極研發(fā)新能源,將來可能會很被動。”
美國的探索還在推進(jìn)。2023年,其將發(fā)射“歐羅巴快船”,在軌道上對木衛(wèi)二進(jìn)行探測,并獲取木衛(wèi)二噴射的羽流樣品;2025年左右,美國將發(fā)射木衛(wèi)二著陸器,這項計劃已于今年得到1.95億美元的概念研究經(jīng)費。
我國的木星探測計劃已在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段。航天專家龐之浩此前接受科技日報記者采訪時曾介紹,我國科學(xué)家從長遠(yuǎn)考慮,已經(jīng)提出了“木星系統(tǒng)探測”計劃建議,主要將研究木星磁層結(jié)構(gòu)、木衛(wèi)二大氣模型、木衛(wèi)二表面冰層形貌及厚度、金星—地球—木星間的太陽風(fēng)結(jié)構(gòu),以及地球生命的地外生存狀態(tài)及其演變特性等。“希望時機(jī)成熟后,這項計劃能早日實施。”龐之浩說。
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