久违20年,朱诺号即将从最近距离观察太阳系最大卫星木卫三

木卫三是太阳系最大的卫星,也是太阳系内唯一1颗已知拥有磁圈的卫星,但人造探测器上次拜访它已是20年的事。现在,于2016年进入木星极轨道的朱诺号即将再次访问这颗星球,预计美东时间6月7日下午1时35分从距木卫三地表仅1,038公里的高度飞越,新拍摄的照片将可与20年前伽利略号、40年前航海家号的旧照片进行比较。

事实上,木卫三是一个迷人的世界,它比水星还要大,如果今天它是绕行太阳运转而不是木星,就可能被归类为行星。40年前,航海家1号是第一个飞越并提供木星、土星及其卫星详细照片的人造探测器,航海家2号随后路过也证实了木卫三地表有2种明显地形:多坑、多深沟,科学家认为木卫三的冰地壳可能正受到地壳构造活动等张力影响。

20年前,伽利略号(Galileo)探测器是首个围绕木星公转、专门用来探测木星大气的太空飞行器,在木卫二、木卫三和木卫四地面下发现了咸水证据,还在木卫三周边发现磁圈,NASA描述为“带电粒子的气泡状区域”;2007年时,新视野号(New Horizons)在木星重力助推的过程中也曾快速拍摄了木卫三,但距离达350万公里远。

近年来由于成像技术进步,直接从地球研究木星比以往还容易,即使是业余天文学家也可以轻松观察木星的天气与周期性彗星,但有关木星系统的谜团仍然存在,比如木星水的丰度、风暴深度、木星磁场起源等。

而携带一套齐全又灵敏仪器的朱诺号(Juno),这次将动员多项仪器以前所未见的方式观察木卫三。已知木卫三冰壳有亮区和暗区,代表某些区域可能为纯冰,其他区域则非纯冰,另一方面,木卫三的地下海洋可能没有未与底部岩石接触,而是被包裹在两层冰之间。

朱诺号将在接近木卫三前3小时开始收集数据,通过紫外线成像光谱仪(UVS)、木星极光红外成像仪(JIRAM)、微波辐射计(MWR)深入观察木卫三的水冰结构如何随深度变化,获取其成分与温度数据。

接着,朱诺号将使用X波段与Ka波段无线电信号进行掩星实验,探测卫星脆弱的电离层。

此外,原本用来维持探测器正常飞行的SRU导航相机也被赋给任务,它将收集一组木卫三附近地区高能辐射环境的特殊图像;高级恒星罗盘(Advanced Stellar Compass,ASC)相机则每0.25秒就会计算一次穿透屏蔽层的高能电子。

朱诺相机(JunoCam,JCM)也不例外加入探测行列,过去5年来它拍下无数美丽照片,这次它同样负责拍下高分辨率图像,可以让朱诺号科学团队比较这些年来表面特征发生哪些变化,地表陨石坑的任何变动都可以帮助我们更了解当前影响外太阳系卫星的天体数量。

虽然此次飞越历程非常快,木卫三从出现在探测器视线内再到消失仅有25分钟,朱诺相机这段时间仅能拍5张照片,但对科学家来说已经足够,届时朱诺号将以每秒19公里的速度越过木卫三,紧接着不到24小时就会执行第33次木星科学任务,以每秒58公里的速度飞越木星,这将是一趟疯狂旅程,科学家准备好了。

(首图来源:NASA)

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