美国明年发射新一代木星探测器寻找冰岩芯

朱诺探测器在轨飞行模拟图

探测器正在测试

美国国家航空航天局计划于2011年8月发射“朱诺（Juno）号”探测器前往险象环生的木星进行探测。探测器将于2013年10月利用地球引力飞往木星，预计2016年到达木星轨道，调查木星上冰岩芯是否存在；确定木星上水的含量；大气中氨的含量；研究木星大气对流情况以及探讨木星磁场起源和极地磁层，任务计划于2017年10月结束。探测器将在那里遭受到强烈宇宙射线的照射，强度超过太阳系内除了太阳以外任何有探测器造访过的地方。

在木星及其卫星附近会形成高能粒子场，这种磁场强度比环绕地球的磁场强度要弱，使木星能抵御来自太阳的带电粒子流。电子，质子，离子在木星附近被木星高速旋转影响下，加速至接近光速。木星的辐射带形似一个巨大的甜甜圈，环绕在赤道外围并向前延伸，穿过木卫二欧罗巴，由木星大气向外拓展大约650,000公里。

“朱诺探测器围绕木星在轨运行15个月期间，将承受强烈的X射线的照射，源强大约是牙科X射线剂量的一亿倍。”位于加州帕萨迪纳喷气推进实验室朱诺探测器辐射控制主管解释说。众所周知，当我们接受X射线照射检查时，应该保护其他器官，然而，朱诺探测器也应该对它的中央处理设备进行适当防护。位于圣安东尼奥西南研究所，探测器项目首席科学家斯科特·博尔顿（Scott Bolton）则认为：“朱诺木星探测器基本上是全副武装地前往木星，如果没有这些保护设备，或者射线屏障，朱诺探测器的中央处理器在通过木星附近时就可能失控。”

在喷气推进实验室的指导下，洛克希德马丁公司空间系统部的主要研究人员和工程师们为探测器中央控制器设计了一个特殊的钛合金抗辐射拱顶。在选材上，其他材料也能制作成良好的辐射隔离带，但是工程师们选择了钛合金作为原始材料，这是由于其质地较为柔软，能承受发射过程中出现的振动，而其他材料就不能在这样的环境下继续保持稳定性。每个钛合金辐射屏蔽装置面积大约有一平方米，厚度为一厘米，18公斤重。整个由钛合金制作成的辐射屏蔽网大小相当于一辆SUV，将探测器的中央控制系统以及数据处理设备，电源等大约20个电子装备单元模块严严实实地罩了起来，整个拱顶的质量大约200公斤。当然，这个抗辐射的拱顶不可能挡住每一个来自木星的电子，离子或者质子，但是这个装置能将辐射对探测器的影响降到最低，减缓仪器的老化，保证任务的完成，甚至可以延长探测器的使用寿命。

当伽利略探测器于1995至2003年造访木星时，其电子设备由特殊的防辐射装置屏蔽。即使是这样，伽利略探测器还是不能在如此严峻的辐射场条件下生存，然而朱诺探测器可以。但是朱诺探测器并不是只靠抗辐射的拱顶，工程师们还为探测器设定了一个特定的绕木轨道，经过木星的极区，从而尽可能减少与环木星赤道辐射带的接触时间。同时也使用了已经运用于火星辐射环境的抗辐射措施，当然，火星的辐射环境虽然比地球来的严峻，但是没有木星那么残酷，借鉴火星抗辐射环境上的技术，有助于加强探测器防辐射的技术成熟度。喷气推进实验室在进行测试抗辐射拱顶时模拟了真实的木星辐射环境，确保原有的设计能符合空间飞行条件以及木星的轨道环境。另外，探测器上的抗辐射装置都会经过钴颗粒伽马射线放射测试，实验结果将为朱诺探测器提供更为可靠的防辐射措施。

5月19日，在洛克希德马丁公司高架无尘室内，抗辐射拱顶吊装到探测器推进模块上，进行进一步的系统集成测试。装配和测试过程也把包括安装太阳能电池板，整个测试过程将持续到明年春天，探测器预计于2011年8月发射。据洛克希德马丁公司项目主任蒂姆·罗加斯帕里尼（Tim Gasparrini）介绍：朱诺探测器各子系统装配过程进展十分顺利，许多飞行测试数据单元以及航空电子组件陆续安装到抗辐射拱顶上进行测试，在此之后，微波辐射计将作为第一个设备安装到位。洛克希德马丁公司位于丹佛的空间系统部正在装配探测器。意大利空间机构也参与了本项目，提供了红外光谱仪和一部分的无线电实验等。

腾讯科技讯（Everettism/编译）