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功成名就魂归木星 美"伽利略"探测器的几个"?"

http://www.sina.com.cn 2003年09月30日08:38 中国新闻网

  2003年9月21日,美国“伽利略”探测器成功坠毁于木星,结束了它14年的太空之旅。“伽利略”身世如何?成就怎样?为何要在木星坠毁?下面就让我们一起拉直关于“伽利略”的几个“?”。

  “伽利略”是怎样诞生的?

  “伽利略”的坠毁地木星是9大行星中最大的一颗,共有16颗卫星,很像一个微型的太阳系。人类探索木星的历史久远,这与望远镜的发明分不开。1608年,荷兰一家眼镜店的工人利铂希偶然将两个镜片对叠时发现,远处的目标显得很近。于是他将一个圆筒两端装上透镜,就做成了一架望远镜。第二年,意大利科学家伽利略听到了利铂希的故事。他马上开始研制望远镜。经过多次试验,他造出了一架放大9倍的望远镜。同年12月,他又造出放大33倍的望远镜,并用它第一次发现了木星的卫星。后来,为了纪念这位伟大的科学家,美国以他的名字命名了一个探测器,就是今天的“伽利略”。

  “伽利略”是世界上第一个木星专用探测器,但却不是木星的第一个探访者。第一批访问木星的是“先驱者”10号和11号两个探测器。它们是采用在行星际漫游的方式进行探测的多面手,先后探测了木星、木星的卫星、土星和土星的卫星等。后来,“旅行者”1号、2号探测器又升空了,但这“哥俩”对木星的探测也是走马观花。它们都没有带着陆舱,且是在飞越木星和土星等行星时从很远距离进行探测,所以图像清晰度差,探测时间短,数据不全面。

  为解开木星之谜,美国于1989年10月18日发射了“伽利略”,开始了对木星的专门探索。“伽利略”对科学界意义重大,因为科学家认为,了解木星有助于揭开行星系统的起源之谜,找到太阳系形成和演化的模型。

  “伽利略”取得哪些成果?

  “伽利略”重2.718吨,由轨道器和子探测器组成。1995年7月13日,“伽利略”的子探测器与轨道器分离,同年12月8日以17万公里/小时进入木星大气层。在木星大气层中飞行考察的75分钟中,它向运行在20万公里高的轨道器发回了探测数据,然后再由轨道器把数据发回地球。这是人类首次对木星大气进行原位测量。

  “伽利略”轨道器重2.378吨,载有近红外质谱仪、磁强计、等离子探测器和尘埃检测计等,探测数据通过直径5米的伞状高增益天线传回地球。它在1995年12月7日抵达木星轨道后,绕木星飞行,并飞临木星几颗卫星进行了近距离探测。它对木星的观测距离比“旅行者”号近20倍,发回照片的清晰度比“旅行者”号高50倍以上,探测结果与科学家以前的推测有许多不同。这次探测使人类首次完整地观测到木星、木星卫星及其磁场,是20世纪最重要的行星探测活动之一。

  值得一提的是,1994年7月22日,“伽利略”到达距木星一亿多公里的地方,观测到了苏梅克-列维9号彗星的碎片与木星相撞的壮观景象,并发回了第一张相撞的图像。它还捕捉到最后一块彗星碎片撞击木星的情景。这在当时轰动了全球。

  “伽利略”在完成对木星及其卫星为期两年的第一阶段考察后,又开始“超期服役”,着重对木星最大的卫星木卫2进行近距离考察,计算其上有多少个陨石坑以便确定其“年龄”,探测正在喷发的活火山以及寻找存在液态海洋的其他证据。1998年10月,“伽利略”发现木星的两颗卫星上存在海洋,因而很可能有生命。

  据美国航空航天局2000年8月通过“伽利略”收集到的磁场数据显示,木卫2表面有大面积的冰层,冰层下则是可导电的液体。“伽利略”发回的照片表明,木卫2表面的裂缝位置发生了变化,这有可能是由表层下的海洋流动造成的。种种迹象显示,木卫2上可能存在可供生命延续的重要物质———水,这使得木卫2上存在微生物等早期生命形式成为可能。美国航空航天局随后制定出了派遣破冰船前往木卫2进行探测的计划。

  除了木卫2,“伽利略”也为人类了解木卫1提供了许多重要资料。2001年8月,它成功完成了对木卫1绕飞,在其上空200公里掠过。根据探测器传回的数据分析,木卫1好像有微弱的内部磁场,也可能不存在内部磁场,但要得出确切的结论还需要作更多的分析。2001年10月15日晚,“伽利略”再次绕飞木卫1,此次绕飞距木卫1表面仅180公里,是“伽利略”距木卫1最近的一次飞行。

  然而“探木专家”终究有退休的一天。2002年1月17日美国科学家宣布,“伽利略”当日在接近火山密布的木卫1作最后一次飞行时发生故障而无法收集数据。这是因为它错误地将自身设置为“待机模式”。工作小组只好向其发送修正指令。“伽利略”发生故障不在意料之外,因为它已经是“超龄服役”了。自1995年到达木星到至今,它所经受的辐射量已高于设计规格2.5倍,而且这一价值15亿美元的探测器燃料也已经不多了。因此2002年1月将是它第6次也是最后1次飞越木卫1,并于2003年9月坠入木星大气层。科学家计划利用木星极高的大气压使“伽利略”插入木星的深处,以尽量避免坠落于可能有生命存在的木卫2。

  在坠落之前,科学家对“伽利略”每月进行一次检查,因为它还在不断地发回木星的信息。2003年2月底,美国航空航天局对它的任务完成情况进行了评估:耗资15亿美元的“伽利略”探测器计划目前已完成70%以上的科学探测目标。对木星的探索,它可谓是“尽心尽责”了。

  为什么要在木星坠毁?

  2003年9月21日中午,1500名各界代表聚集在美宇航局喷气推进实验室里,为“伽利略”“送行”。12时49分,“伽利略”脱离轨道,冲入木星风暴中。当日,它运行到木星背面,然后以大约17万公里/小时的速度坠入木星大气层。它与木星大气摩擦过程中所形成的高温使它发生剧烈燃烧,并最终坠毁于木星。

  美航空航天局人士说,专家原本计划让“伽利略”在环木星轨道上运行下去,但考虑到它的燃料即将用尽,在木星引力的作用下,其运行轨道有可能发生变化,并有可能导致与木卫2相撞。如果真是这样,附带在“伽利略”上的地球微生物将被带至木卫2,这是科学家不愿看到的。

  美国科学家表示,“伽利略”上的微生物在温度适合和射线照射下将产生质变。尽管“伽利略”拥有保护隔层,但在飞行的摩擦中隔层会逐渐脱落,微生物将被释放出来。美国航空航天局通常都会对空间探测器进行微生物消毒,以保证不给太阳系的其他星球带去污染,但“伽利略”未经类似消毒。而探测结果显示,木卫2也许是太阳系中最有可能存在地球以外生命的地方之一。它似乎是一些生物理想的生长地,在此星球上能找到一些地球上的生物,所以现在它已成为人类的重点研究和保护对象。从理论上讲,“伽利略”与木卫2相撞可能导致来自地球的微生物在木卫2上立足。这种情况将会影响未来在这颗卫星上寻找其本土生命的工作。

  因此,坠毁于木星也许是“伽利略”结束“生命”的最好方式。空间探测器与其他星球相撞并非首次,但像这种为保护其他星球环境而摧毁探测器在人类史上却是首次。通常情况下,卫星等航天器在报废之后须返回地球坠毁,但有时航天器也会在控制下葬身于其他星球。例如,美国“麦哲伦”号探测器1994年坠毁于金星。而1999年美国“月球勘探者”探测器坠毁于月球,则是美国除“伽利略”外最近一次在地球之外的天体上销毁探测器。

  据悉,近年,美国还将发射一颗专门探测木卫2的探测器“欧罗巴”,以解其上的生命之谜。(士元 来源:《中国国防报》)


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