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“点燃木星拯救地球”?不,木星探测才是正经

来源:科技日报2019-03-08 09:05

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  木卫二着陆器示意图

  “朱诺”号木星探测器艺术效果图

  图片来源:美国国家航空航天局

  电影《流浪地球》中,木星曾为试图逃离太阳系的地球制造了大麻烦。地球本想借助木星引力加速逃亡,但差点被其巨大引力撕碎。最后主人公牺牲自己,点燃木星,让地球继续向着太阳系外流浪。

  在现实中,这颗巨大的星球,对人类也同样有着非凡的吸引力。只是,飞向它的专用探测器,都和电影中的地球一样,命途多舛。

  全国政协委员、北京航空航天大学宇航学院教授徐世杰3月6日接受科技日报记者采访时说,在我国有待开展的深空探测项目中,木星探测才应该是重点。

  阿波罗登月计划,启动于上世纪60年代;美国的火星巡游探测器,发射于上世纪90年代。但对木星的探险之旅,美国也只进行了两次。“国家开展重大项目,要考虑三方面因素,一是科学目标,二是对技术的牵引作用,三是经济效益或社会效益。”徐世杰说,月球探测和火星探测还是在走前人走过的路,但是木星探测,则几乎和其他国家站在同一起跑线上。“木星探测对上述三方面都有重要意义。”

  探索木星,可以寻找地外生命。木星的卫星木卫二被认为最可能有生命存在——其表面有巨大冰层,冰层之下,有液态水。

  徐世杰打了个比方——在火星上找生命,属于“考古”,找的是生命存在过的痕迹;但在木卫二上,一切是现在进行时,“科学意义重大”。

  而要想顺利探测木星,有两大技术难关必须闯。

  “防辐射技术是木星探测尤其是木卫二探测的难点。”徐世杰说,木星辐射带半径达70万公里,木卫二的轨道完全在木星的辐射带内,探测器离木星稍近,就会遭受它的超强辐射轰炸。美国国家航空航天局第一个探测木星的航天器是“伽利略”号,发射于1989年,“因为辐射出了20多处故障”;“朱诺”号木星探测器于2011年升空,飞行4年11个月后进入木星轨道。徐世杰介绍,尽管“朱诺”号带有用150公斤钛做成的防辐射盔甲,但保护作用依然有限,不得不选择比较高的轨道,并使轨道尽量接近辐射较少的极区。

  第二个要攻克的技术难题,是能源。

  经过漫长旅途,穿越小行星带到达木星附近之后,探测器能接收到的太阳能功率仅为地球附近的1/25。如果不想让探测器携带巨大的太阳能帆板,就要用到核能。在放射性同位素热电发生器中,放射性材料衰变释放热能,热能再被转换为电能。“现在用得最多的燃料是钚-238。但钚在自然界中储量并不多,美国的钚-238库存也日渐减少,越发捉襟见肘。”徐世杰说,美国正在研发可替代的新能源材料。相比之下,我国的深空探测器并不多,短期内还不会“缺粮”,但这种理想燃料迟早会耗尽。“如果不积极研发新能源,将来可能会很被动。”

  美国的探索还在推进。2023年,其将发射“欧罗巴快船”,在轨道上对木卫二进行探测,并获取木卫二喷射的羽流样品;2025年左右,美国将发射木卫二着陆器,这项计划已于今年得到1.95亿美元的概念研究经费。

  我国的木星探测计划已在关键技术攻关阶段。航天专家庞之浩此前接受科技日报记者采访时曾介绍,我国科学家从长远考虑,已经提出了“木星系统探测”计划建议,主要将研究木星磁层结构、木卫二大气模型、木卫二表面冰层形貌及厚度、金星—地球—木星间的太阳风结构,以及地球生命的地外生存状态及其演变特性等。“希望时机成熟后,这项计划能早日实施。”庞之浩说。(张盖伦)

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