人类的探测器能飞到木星,却不能接近,为何探索它难度如此之大?

木星是以罗马众神之王——朱辟特的名字命名的。它是太阳系中距离太阳的第五行星,也是最大的行星。木星有多大,你可以并排排列11个地球,从木星的一边延伸到另一边。

木星的质量也非常大,相当于317个地球的质量。

大约45亿年前,我们的太阳系就形成了。大约40亿年前,木星稳定在第五颗行星的位置上。

重力在创造行星的过程中扮演了重要角色,因为它将尘埃和旋涡气体聚集在一起。木星是气体巨行星之一,据信它吸收了太阳形成后剩下的大部分质量。

这就是为什么木星的物质是太阳系所有其他天体总和的两倍以上。木星和我们自己的太阳有着相同的成分,如果它长得稍微大一点,它就会点燃成为太阳系的第二个太阳。它的引力比地球大的多,人类探测木星需要更多的燃料。

木星主要由氢和氦组成,与太阳非常相似。作为一个气体巨人,深入大气层,才能发现温度和压力已经上升得非常大,氢气被压缩成液体形式。

液体氢给木星带来了整个太阳系中最大的海洋。科学家认为,接近木星中心的一半时,压力之大,电子都被从氢原子中挤出。

这将使液体处于导电状态,就像金属一样。人们认为木星的快速旋转足以驱动这个区域的电流,从而产生难以置信的强大磁场。木星的一天只有10小时,自转比地球的24小时快的多,再加上巨大的体积和质量,产生的磁场也比地球大的多,给探测器探测和通讯带来了难度。

科学家推测木星内部由三个区域组成:一个岩石核心,其质量是地球的12-45倍,主要由铁和硅酸盐矿物组成。

科学家认为它的温度可能高达50000摄氏度。第二个区域构成木星的大部分质量,它在核心周围有一层导电的液态氢。

第三个区域由普通的氢和一些氦迹组成,这就过渡到了木星的大气层。

木星是一个气体巨人,因此,并没有我们地球真正的“表面”,木星是由不断旋转的气体和液体组成的。

如果我们试图向木星发射登陆器,它就没有着陆的地方。航天器也将无法飞行,因为极端的温度和压力会挤压、蒸发和熔化航天器。

木星的风暴非常巨大,它们是在木星较暗和较亮的水平带边缘形成的。

最大的风暴是大红斑,它的直径接近25000公里。大红斑已经存在了几个世纪,它大到足以容纳两个地球。

科学家发现木星实际上释放的能量比它从太阳那里获得的能量多。

木星之大,以至于它的质量对自己施加了难以置信的引力,木星压缩自己这个过程产生的热量非常大,即便是木星也会变得超负荷,并将其抛向太空。

人类的探测器能飞到木星,却不能接近,为何 探索 难度如此之大?

答:木星JUPITER是太阳系八大行星中体积最大的一颗行星。

●木星数据 :

赤道直径:142,984千米;离太阳的平均距离:778.300万千米; 在轴上自转周期所需的时间:9.9小时 ;密度(水=1):1.3 ;表面温度-148℃;绕太阳运行所需时间:11.86年;大气成分氢氦、甲烷、氨、金属氢(重氢)、乙烷、水。

●太阳系最大的行星木星比地球大两倍。 两个车道接地可以并排安装独自在大红斑里,木星是第五颗离开太阳的行星,五彩缤纷的旋涡云带 。木星它们是被风驱动的,时速可达700公里,是因为地球在旋转非常快。 云是由冰冻的水、氨和其他晶体漂浮在的气氛氢和氦 。

●第一艘被送去 探索 木星的宇宙飞船是1973年推出的先驱10号和俄1号和1974年。 他们后面跟着旅行者一号和二号,它们都是在1979年飞过木星的,并发回了壮观的图像。 这个旅行者号的照片显示木星。 就像所有的巨人,都被污点包围着用非常细的灰尘做成的戒指。 它们还之前捕获了三颗小卫星天文学家不知道 伽利略号宇宙飞船于年到达木星。 1995年,而不是像以前那样飞过 飞船,它进入轨道是为了研究行星及其卫星数年伽利略号释放了一个小型探测器,降落伞降落到木星大气层它的工具收集了关于 温度,压力和 化学成分,用放射法测定回到地球 。

●木星上没有固体表面,穿过大气层,木星周围的巨大液体球变厚直到木星的岩心 。

●木星内部的含量是地球的两倍 与其他行星一样的物质PU 一起。 大部分是氢虽然就在行星上有一个多岩石的核心,在大气层之下,氢被木星挤压强大的地心引力 。木星深处的液体氢就像是熔化的金属。 它可以导电,它使木星具有很强的磁性,木星的磁力是4000倍,比地球还要强大。 这样的一种结果是磁力把木星变成一个强无线电发射机,木星没有固态的表面积,且大气层压力1Mpa;它的信号只能够用射电望远镜拍摄 4A木星的视图,其它探测器根本无法靠近,更谈不上着陆。

科普类文章,有意思。以上为个人观点,仅供大家 娱乐 娱乐 。

知足常乐2019.9.10日于上海

人类的探测器能飞到木星,却不能接近,为何探索它难度如此之大?

木星应该除了太阳和月亮以外人类看到其圆面的第三个天体,当伽利略将望远镜指向木星时人类的视野瞬间从肉眼观测的时代升级到了光学望远镜时代。数百年以来人类对于木星总是无比着迷,巨大的木星红斑与迷人的条纹更是趋之若鹜。而且所有前往太阳系外行星的探测几乎都会路过木星,甚至我们可以这样说,木星太阳系中最大的路人甲。

哈勃拍摄的木星紫外波段照片
木星探测史
第一个路过木星的探测器是先驱者10号,第二个是先驱者11号,第三个是旅行者1号,第三个是旅行者2号。

比较有意思的是旅行者一号和二号,一号先飞跃,这符合常理是吧,但其实是旅行者二号提早半个月发射的,但旅行者一号速度比二号更高一些,它在火星外侧的小行星带超过了二号,成为了第三个造访木星的探测器。

木星整整做了5次路人甲,在1995年它终于卸掉太阳系内最大的路人甲称号,迎来了它作为主角的时代,伽利略探测器是专门为了木星探测而来。在1989年10月18日被亚特兰蒂斯号航天飞机带上近地轨道伽利略告别地球,并于6年后进入木星轨道,展开了为期7年的观测任务,最终为避免污染木卫二,在2003年9月21日冲入木星大气层,为探测木星大气层做了最后一次贡献。

这里不得不提一下伽利略探测的悲剧事件,它的高增益天线由于冷焊无法在展开,结构就是导致它的传输速率大大降低,不过后来改善了压缩算法,最终伽利略还是圆满的完成了任务。

伽利略可控坠毁后,木星又成了路人甲,除了2007年2月28日新视野号飞掠木星后,一直到了朱诺号2016年7月5再次造访木星。比较有意思的是朱诺号还带了向伽利略致敬的徽章!

这个铭牌是意大利太空总署提供,上面的文字是伽利略1610年1月的木星观测手稿以及伽利略的肖像。另外三个乐高人偶像,分别代表伽利略、朱庇特(罗马神话的木星之神)以及他的妻子朱诺,因为这颗探测器就是以朱诺命名的。

要注意下的是朱诺号探测器原本计划的观测周期是20个月,但它现在还在轨道上继续运行,并且打算观测到2021年后再受控坠毁。
木星的可怕之处
木星的直径约为139822±12 km,它的质量约为太阳系出太阳以外所有行星的2.5倍,木星最可怕之处:它的大气压也许是大家第一个能想到的,因为木星是一颗气态巨行星,从外到内没有一个明显的界面,因此掉入木星会一直沉到被压碎为止。

大红斑应该是各位能想到的第二个可怕的地方,大红斑南北宽度:14000千米,大红斑东西长度:20000~30000千米,边缘风速高达120米/秒。从伽利略时代到现在,虽然规模有些减小,但从未停息。

大红斑下的木星云层想象图

木星巨大的质量导致它的逃逸速度高达59.5 km/s,简单的说人类到现在为止,只有那个传说中达到了最高速度的核弹发射井井盖能从木星逃逸(70km/s),其他就不要指望了,能下去但绝对上不来,因为以人类这点微末道行还制造不出能够加速到60km/s的飞行器。

木星真正的可怕之处并不在于其表面,而是在其看不到的地方,比如木星超强超大的范艾伦辐射带

早在伽利略探测器时代就在木星环与高层大气之间新发现一个超强辐射带,与地球周围的范艾伦辐射带类似,但强度是范爱伦辐射带的10倍左右,其中还有高能的氦离子。

因此朱诺以一条怪异的轨道穿过木星的超强辐射层,它的近木点距离只有4300千米,而远木点这超过木卫四的轨道(188万千米),这个目的就是为了穿过木星磁层之间的间隙,并且尽可能少在这个区域逗留,因为这是一个被称为木星微波炉的地方。即使在地球上的近地轨道上,航天器也尽量避开地球的范艾伦辐射带,比如国际空间站就在400千米左右的轨道运行。
木星作为路人甲的贡献
不知各位有没有发现,所有路过木星的探测器动机都是不纯的,“无事献殷勤,非奸即盗”是对这些探测器最好的形容,因为它们都是去揩油的,都想利用木星的公转速度以及它巨大的引力来一次引力弹弓,这就是它们路过木星的真正目的。

这副GIF动图就很好的解释了为什么可以利用行星的引力来加速(引力弹弓),担任也可以变轨与减速,而其中最经典的是莫过于旅行者二号探测太阳系所有外行星的故事,利用行星的引力弹弓一颗颗接力下去,一直到冥王星,优点是节省燃料,缺点是有点耗时间,因此2006年发射的新视野号,就只利用了一次木星的引力弹弓就直接前往冥王星,因为它的速度够快,时间更重要。

另外各位可不要忘记了木星作为太阳系最大的行星,也是挨炮最多的行星,毕竟它的个头放在那里,其引力可是俘获了不少小行星的“芳心”,称为绕其运行的卫星,当然这个一不留神来个璧咚或者满怀也是非常正常的事情。

另外法国几位天文学家还折腾出了一个尼斯模型,认为木星刚形成时木星轨道还要靠外,但由于轨道共振的关系木星轨道渐渐迁移到了现在的轨道,而这个扰动给内行星带来了数不清的彗星,听说地球的海洋就是那会打下的基础。
所以,木星可怕吗?

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