人類史上最接近 探測(cè)船「朱諾號(hào)」進(jìn)入木星軌道

美國(guó)宇航局（NASA）無(wú)人木星太空探測(cè)船「朱諾號(hào)」（Juno），今天于北京時(shí)間今午11點(diǎn)18分左右順利進(jìn)入木星軌道，在距離其4100公里上空繞行，是首次有人類探測(cè)器如此接近木星。朱諾號(hào)未來(lái)20個(gè)月將探索木星，以助科學(xué)家了解木星以及太陽(yáng)系的起源。

「朱諾號(hào)」于北京時(shí)間10點(diǎn)42分點(diǎn)燃主引擎，花約35分鐘進(jìn)入木星軌道。因木星上輻射物質(zhì)是致命濃度的逾1000倍，太空船若靠太近將被烤焦，因此繞行木星軌道的風(fēng)險(xiǎn)極高，遑論登陸表面。

木星大氣層由氫與氦組成，距地球約8.7億公里，據(jù)信是太陽(yáng)系最早出現(xiàn)的行星，直徑14萬(wàn)2984公里，比地球?qū)?1倍、質(zhì)量大300倍，是太陽(yáng)系最大行星。 「朱諾號(hào)」為太陽(yáng)能無(wú)人太空探測(cè)船，花了5年時(shí)間進(jìn)入木星軌道，科學(xué)家希望能搜集到有關(guān)水的關(guān)鍵資訊，「木星水量是理解其形成的關(guān)鍵，因此對(duì)于理解太陽(yáng)系如何形成至關(guān)重大?！?/p>

NASA今日直播只會(huì)呈現(xiàn)虛擬影像，「朱諾號(hào)」進(jìn)入軌道后拍攝的木星影像，將會(huì)在8、9月公布。

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有史以來(lái)所有造訪木星的太空船，包括短暫飛越木星的先鋒號(hào)、航海家，和繞行木星八年的伽利略號(hào)都是沒(méi)有太陽(yáng)能板的，只有朱諾號(hào)是配備太陽(yáng)能板的。這也使得它體積與重量劇增，它的三個(gè)8.9公尺長(zhǎng)的龐大太陽(yáng)能板，一個(gè)籃球場(chǎng)都放不下，也比其他造訪過(guò)木星的太空船大得多。

因?yàn)槟拘请x太陽(yáng)遠(yuǎn)，朱諾號(hào)最多只會(huì)收到地球附近4%的陽(yáng)光，因此只有增加太陽(yáng)能板的面積，但是這也讓朱諾號(hào)的重量增加了340公斤。得益于近年太陽(yáng)能板的光伏效率大幅精進(jìn)，當(dāng)前已經(jīng)是朱諾號(hào)的“完美身材”。

造成朱諾號(hào)與其它前輩不同的原因在于朱諾號(hào)獨(dú)特的能源構(gòu)成。

之前的木星探測(cè)器大多靠「放射性同位素?zé)犭姍C(jī)」（Radioisotope Thermoelectric Generator,簡(jiǎn)稱為RTG）來(lái)驅(qū)動(dòng)，它是一種小型的核能發(fā)電機(jī)。它的「核能」不是核能發(fā)電廠那種核分裂連鎖反應(yīng)，說(shuō)穿了只是一坨高純度的放射性原料，在放射的過(guò)程中會(huì)生熱，因此就是一個(gè)不用插電的暖爐。如是這時(shí)候再把「熱電偶」放在冷熱的交界處，溫度差異產(chǎn)生的熱電效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生電壓，提供穩(wěn)定的電流，就好像一個(gè)源源不絕的電池。這樣的電源雖然能量轉(zhuǎn)換效率低，但是能量夠大、體積小。

這些都是深入木星軌道以外的美國(guó)太空船，那里陽(yáng)光不足，因此幾乎都用RTG.朱諾號(hào)和歐洲探測(cè)彗星的「羅塞塔號(hào)」是所有到小行星帶外的太空船中唯二沒(méi)有RTG的。

但是，可以用來(lái)做RTG的放射性同位素并不多，蘇聯(lián)曾經(jīng)把「鍶90」做的RTG給北極圈里方圓百里無(wú)人煙的燈塔，只是鍶-90的β衰變放射線穿透力強(qiáng)，需大塊厚重的金屬層層包起來(lái)才行。蘇聯(lián)解體后，曾有偷廢鐵的小偷看上這堆「廢鐵」，就把老舊的RTG大卸八塊拆回家，卻被放射線弄得幾乎一命嗚呼，還不知道怎么死的。

適合放在太空船上的只有「鈽238」，因?yàn)樗哪芰扛?，但薄薄的金屬殼就足以擋住它α衰變產(chǎn)生的放射粒子，而且半衰期為87.7年，特別適合需要長(zhǎng)期飛行的太空船。只有一個(gè)問(wèn)題：自然界沒(méi)有鈽238,它是制造核子武器的副產(chǎn)品，當(dāng)年核子俱樂(lè)部的國(guó)家只有美國(guó)和蘇聯(lián)看出它的價(jià)值，把它留下來(lái)。美國(guó)六零年代生產(chǎn)大量核子武器，手上的鈽238多得用不完，不但阿波羅計(jì)劃的登月小艇都有RTG（至今還在發(fā)電），有的人造衛(wèi)星也有。蘇聯(lián)應(yīng)該也半斤八兩，發(fā)射不少帶有RTG的人造衛(wèi)星，只是資料從來(lái)沒(méi)有公布。后來(lái)太陽(yáng)能板技術(shù)漸漸成熟，就不再在普通人造衛(wèi)星上用RTG了。

好景不常，美蘇限武談判后全面停止制造核武，1988年后美國(guó)就不再制造鈽238,NASA才驚覺(jué)未來(lái)太空船的能源有問(wèn)題，還好俄國(guó)對(duì)錢的興趣更甚于太空探險(xiǎn)，趕快向它買16.5 公斤?，F(xiàn)在NASA手上的鈽238一共只有35公斤，但是堪用的只有17公斤。

17公斤很多嗎？好奇號(hào)火星車就用了來(lái)自俄國(guó)的4.1公斤，幾個(gè)月前通過(guò)冥王星的新地平線號(hào)用了約10公斤，正在土星的卡西尼太空船更用掉30公斤。

美國(guó)預(yù)計(jì)要砸下9千萬(wàn)美金，由能源部負(fù)責(zé)生產(chǎn)，估計(jì)在2018年后可以達(dá)到穩(wěn)定量產(chǎn)：每年1.5至2公斤，省著點(diǎn)用還勉強(qiáng)活得下去。另一方面，NASA也在發(fā)展效率是RTG四倍的「先進(jìn)史特林同位素發(fā)電機(jī)」（advanced Stirling radioisotope generator,ASRG），那就更省了。沒(méi)辦法，現(xiàn)在入流的國(guó)家都不再制造核武，鈽238就成了稀世珍寶，難道要NASA向朝鮮買嗎？

鈽238

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