世界上速度最快的宇宙飛船 NASA太空探測器朱諾號

經(jīng)過5年的飛行，接近28億公里的旅程，美國太空總署（NASA）的太空探測器“朱諾號”目前已成功抵達木星軌道，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]。第三號小行星，婚神星（3 Juno）的英文名字也是朱諾。

得知朱諾號已成功進入木星軌道后，NASA團隊鼓掌慶祝

“朱諾號”的第一個紀錄創(chuàng)造于2016年1月，成為【最遠的太陽能宇宙飛船】，那時候“朱諾號”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，但是他們是由核動力發(fā)電。

朱諾號的第二個紀錄創(chuàng)造與2016年7月4日，那時它受到了來自木星的巨大引力。這個氣態(tài)巨行星的巨大引力能夠讓正在移動的探測器速度達到每小時26.5萬公里，這使得“朱諾號”成為【運行速度最快的宇宙飛船】，從而打破了由Helios 1號于1976年4月17日創(chuàng)下的紀錄。

朱諾號接下來的20個月將在木星上度過，搜集這個星球神秘的天氣和內(nèi)部構(gòu)造相關數(shù)據(jù)。除了攜帶了各種相機和科學工具之外，Juno還帶了3個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家伽利略——他們絕對是歷史上走的最遠的迷你人型了。

朱諾號是NASA新疆界計劃前往木星探測的宇宙飛船，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。探測器將放置在繞極軌道，研究木星的組成、重力場、磁場、磁層和磁極。

發(fā)射時間： 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

朱諾號是NASA新疆界計劃前往木星探測的宇宙飛船，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。探測器將放置在繞極軌道，研究木星的組成、重力場、磁場、磁層和磁極。朱諾號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、風速可以達到618公里每小時（384英里每小時）的深度。

朱諾號是進入木星軌道的第二個航天器，第一個為伽利略號探測器（1995-2003年）。

朱諾號已于東八區(qū)時間2016年7月5日到達木星。

任務摘要

朱諾號需要花費5年的時間巡航到木星，預計并成功于2016年7月4日（UTC+0）抵達。這艘探測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個地球月的時間環(huán)繞木星37圈。朱諾號的航程在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，朱諾號就進入安全模式，向與木星會合的路徑上前進。在2016年7月4日，探測器點火減速，以進入一周期14日的木星極軌道。

一旦朱諾號進入周期為14日的該軌道，紅外線和微波的儀器將開始測量來自木星大氣層內(nèi)深處發(fā)射出的熱輻射。通過這些觀測將可以評估水的豐度和分布，還有氧成分。通過填補木星成分缺失的這一塊拼圖，可以深入了解木星起源。朱諾號也將研究驅(qū)動木星大氣環(huán)流的對流和模式。朱諾號的其它儀器也將收集有關木星重力場、極性和磁層的資料。朱諾號的任務預計在2018年2月，完成繞行木星37周后結(jié)束。朱諾號將脫離軌道，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（AV-029）使用俄羅斯設計的RD-180為主引擎，動力由煤油和液態(tài)氧提供，并在點火前3.8秒時使用5個固體火箭助推器（solid rocket booster，SRBs）。大約在飛行1分33秒后，兩個燃盡的助推器先被拋棄，再1.5秒后，剩余的三個助推器也被拋棄。大約飛行3分24秒時，已經(jīng)穿越最濃厚的大氣層，熱度也低于預定限額時，保護朱諾號的的酬載整流罩分離。擎天神五號主發(fā)動機在升空后4分26秒切斷。16秒后，第二節(jié)的半人馬座火箭點燃，燃燒了大約6分鐘，將衛(wèi)星放入初始暫駐軌道。

探測器在滑行30分鐘后，半人馬座火箭再度點燃9分鐘，將探測器放入地球逃逸軌道。

半人馬座火箭分離前，啟動反應引擎使朱諾號以1.4RPM旋轉(zhuǎn)。大約發(fā)射后54分鐘，探測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，朱諾號的電池開始充電。成功布署的太陽能電池板使朱諾號的自轉(zhuǎn)速度降為原來的三分之二。探測器的自轉(zhuǎn)確保在航行中的穩(wěn)定，所以探測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五年的時間，包括在2013年10月9日過境地球進行重力助推。在2013年8月12日，朱諾號已經(jīng)完成前往木星的一半航程。當它抵達木星系統(tǒng)，朱諾號將旅行大約19天文單位的距離。

朱諾號計劃的軌道在極地的高度是4,300公里（2,672英里），在赤道則遠遠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器長期與木星的輻射帶接觸，避免傷害到探測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，也有助于保護和屏蔽朱諾的電子儀器，探測器計劃至少要運行木星的繞極軌道33圈。每圈的時間從11天至14天不等。

離軌和解體

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

費用

朱諾號最初被提議在2009年6月發(fā)射的開銷約為7億美元（2003財政年度）。NASA的預算限制造成推遲到2011年8月，并在擎天神5號運載火箭船上以551配置發(fā)射。截至2011年6月，探險任務被預計在其一生的花費為11億美元。

朱諾號攜帶的科學儀器套件將：

確定氫氧比例，有效的測量木星上水的豐度，這將有助于厘清現(xiàn)行理論中有關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圖，以確定木星內(nèi)部的質(zhì)量分布，包括其結(jié)構(gòu)和動態(tài)等屬性。 精確測繪木星的磁場，評估其起源和結(jié)構(gòu)場，以及在木星的多深處創(chuàng)造出磁場。這個實驗也將有助于科學家了解基本物理學的發(fā)電機原理。 測繪大氣成分、溫度、結(jié)構(gòu)、云的不透明度和動力學變化，在所有的緯度上達到壓力超過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。 測量由木星的角動量造成的參考系拖曳，也稱為冷澤-提爾苓進動，和可能的廣義相對論效應與木星自轉(zhuǎn)連接的一個新測試。