“点燃木星拯救地球”?不,木星探测才是正经

2019-03-09 09:43 科技日报

  电影《流浪地球》中,木星曾为试图逃离太阳系的地球制造了大麻烦。地球本想借助木星引力加速逃亡,但差点被其巨大引力撕碎。最后主人公牺牲自己,点燃木星,让地球继续向着太阳系外流浪。

  在现实中,这颗巨大的星球,对人类也同样有着非凡的吸引力。只是,飞向它的专用探测器,都和电影中的地球一样,命途多舛。

  近日,北京航空航天大学宇航学院教授徐世杰在接受科技日报记者采访时说,在我国有待开展的深空探测项目中,木星探测才应该是重点。

  阿波罗登月计划,启动于上世纪60年代;美国的火星巡游探测器,发射于上世纪90年代。但对木星的探险之旅,美国也只进行了两次。“国家开展重大项目,要考虑三方面因素,一是科学目标,二是对技术的牵引作用,三是经济效益或社会效益。”徐世杰说,月球探测和火星探测还是在走前人走过的路,但是木星探测,则几乎和其他国家站在同一起跑线上。“木星探测对上述三方面都有重要意义。”

  探索木星,可以寻找地外生命。木星的卫星木卫二被认为最可能有生命存在——其表面有巨大冰层,冰层之下,有液态水。

  徐世杰打了个比方——在火星上找生命,属于“考古”,找的是生命存在过的痕迹;但在木卫二上,一切是现在进行时,“科学意义重大”。

  而要想顺利探测木星,有两大技术难关必须闯。

  “防辐射技术是木星探测尤其是木卫二探测的难点。”徐世杰说,木星辐射带半径达70万公里,木卫二的轨道完全在木星的辐射带内,探测器离木星稍近,就会遭受它的超强辐射轰炸。美国国家航空航天局第一个探测木星的航天器是“伽利略”号,发射于1989年,“因为辐射出了20多处故障”;“朱诺”号木星探测器于2011年升空,飞行4年11个月后进入木星轨道。徐世杰介绍,尽管“朱诺”号带有用150公斤钛做成的防辐射盔甲,但保护作用依然有限,不得不选择比较高的轨道,并使轨道尽量接近辐射较少的极区。

  第二个要攻克的技术难题,是能源。

  经过漫长旅途,穿越小行星带到达木星附近之后,探测器能接收到的太阳能功率仅为地球附近的1/25。如果不想让探测器携带巨大的太阳能帆板,就要用到核能。在放射性同位素热电发生器中,放射性材料衰变释放热能,热能再被转换为电能。“现在用得最多的燃料是钚-238。但钚在自然界中储量并不多,美国的钚-238库存也日渐减少,越发捉襟见肘。”徐世杰说,美国正在研发可替代的新能源材料。相比之下,我国的深空探测器并不多,短期内还不会“缺粮”,但这种理想燃料迟早会耗尽。“如果不积极研发新能源,将来可能会很被动。”

  美国的探索还在推进。2023年,其将发射“欧罗巴快船”,在轨道上对木卫二进行探测,并获取木卫二喷射的羽流样品;2025年左右,美国将发射木卫二着陆器,这项计划已于今年得到1.95亿美元的概念研究经费。

  我国的木星探测计划已在关键技术攻关阶段。航天专家庞之浩此前接受科技日报记者采访时曾介绍,我国科学家从长远考虑,已经提出了“木星系统探测”计划建议,主要将研究木星磁层结构、木卫二大气模型、木卫二表面冰层形貌及厚度、金星—地球—木星间的太阳风结构,以及地球生命的地外生存状态及其演变特性等。“希望时机成熟后,这项计划能早日实施。”庞之浩说。

责编:连丽敏
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