解密歐羅巴任務:NASA 耗資數十億太空探索的八個細節

作者 | 發布日期 2024 年 09 月 25 日 17:00 | 分類 天文 , 航太科技 line share Linkedin share follow us in feedly line share
解密歐羅巴任務:NASA 耗資數十億太空探索的八個細節


木衛二快船/歐羅巴快船(Europa Clipper)任務是美國國家航空暨太空總署(NASA)第一艘致力研究地球以外海洋世界的航空器,旨在找出冰封的木星衛星歐羅巴是否適合居住。

NASA木衛二快船估計耗資50億美元,踏上前往木衛二的18億英里旅程,探索冰冷表面和底層海洋,以評估潛在宜居性。這雄心勃勃的任務動用多台先進儀器和全球各單位合作,希望發現太陽系更多宜居世界。

NASA史上最大行星任務

木衛二快船是有史以來為行星任務建造的最大航空器,從佛羅里達州甘迺迪太空中心(Kennedy Space Center)行駛18億英里(約29億公里)後,到達木星有趣冰冷的衛星木衛二。發射期10月10日開始。

NASA以前任務數據為科學家提供強力證據,顯示冰凍地表下有片巨大的海洋,木衛二快船將繞著木星航行,期間會49次近距離飛掠收集數據,以確定厚厚冰層外殼下是否有產生生命的地方。

以下為與任務有關的八件趣事:

1. 木衛二是地球以外宜居條件最有力候補。證據顯示,生命的推手:水、正確化學成分和能源,木衛二可能都有。此任務會收集科學家需要的資訊,可能有地下海洋,水量是地球海洋兩倍多,且可能蘊藏有機化合物和能源。如果確定木衛二適合居住,代表太陽系內外的宜居世界比想像要多。

▲ 木星輻射波段的相對強度,以及木星三個最大衛星的軌道:木衛一、木衛三和木衛四。為了限制輻射對航空器的破壞性,木衛二快船將以橢圓軌道繞行木星,對木衛二數十次近距離飛行。每次經過中間,航空器會退至更安全的距離,以便安全將數據傳回地球。

2. 穿越太陽系僅次太陽的最惡劣輻射區域。木星周圍是比地球強兩萬倍的巨大磁場,磁場旋轉時,會捕獲並加速帶電粒子,產生可能損壞航空器的輻射。工程師特別設計拱頂以保護敏感電子設備,也設定軌道,限制木衛二快船在木星多數輻射密集區域停留的時間。

3. 木衛二快船繞行木星,邊研究木衛二邊飛掠。航空器不是主繞木衛二,而是繞行木星,靠近木衛二時飛掠49次。每次軌道航空器將在木星靠近木衛二的危險輻射區停不到一天,然後飛離。兩至三週重複一次。

▲ 為了詳細調查,木衛二快船攜帶一套九台儀器與電信系統的重力實驗器材。

4. 木衛二快船攜帶NASA迄今最先進儀器。為了確定木衛二是否宜居,木衛二快船必須評估內部、成分和地質,為了每次飛掠都取得最佳效果,所有儀器會同時運行,科學家會分析數據,繪出木衛二的完整面貌。

5. 全使用天線和太陽能電池陣列,為NASA有史以來最大行星任務航空器。航空器長約100英尺(約30.5公尺)、寬約58英尺(約17.6公尺),比標準籃球場還大,因太陽能電池板越大越好,才能在靠近木星時收集到足夠陽光,供電給儀器、電子設備和其他子系統。

▲ 概念圖顯示到達木星系統將經過漫長重力助推。這條路徑總長約18億英里(29億公里),經過火星與地球,用這兩顆行星引力當成彈弓,加速前往木星。

6. 前往木星的旅程很長。木星平均距離地球約4.8億英里(約7.7億公里),兩顆行星都在動,而航空器能攜帶燃料有限,規劃是木衛二快船飛抵火星再回到地球,將兩星引力當成彈弓增加航空器速度,不用燃料航行五年半約18億英里(約 29 億公里)後,木衛二快船才啟動發動機,2030年進入木星軌道。

7. 美國和歐洲機構都有貢獻。約千人參與任務,美國和歐洲220多名科學家。2015年任務正式啟動後,有四千多人貢獻心力,包括承包商和分包商團隊。

8. 全世界會有超過260萬人與木衛二快船一起旅行。「瓶中信」(Message in a Bottle)任務是刻著美國桂冠詩人阿達·利蒙(Ada Limón)的詩〈In Praise of Mystery〉金屬板,上面貼著刻有數百萬報名者的名字的微晶片,金屬板還會刻上以百餘種語言念「水」字的聲波形。

木衛二快船任務由甘迺迪太空中心的NASA發射服務部門負責,於甘迺迪39A發射場由SpaceX獵鷹重型火箭發射升空。

(圖片來源:NASA / JPL-Caltech)

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