為何人類探測器不登陸木星?不是不願意,而是真的做不到

木星作為距離太陽第五近的行星,其所處位置為我們人類的探測提供了便利。但事實上,早在人們利用太空探測器等航太手段來對其進行探測之前,人們就已經注意到這顆 巨大的行星了。

由于木星 極其容易被觀測到,古羅馬人以主神朱庇特來命名木星,對應希臘神話之中的宙斯;在古代中國,因為木星 繞地球一圈約十二年,取天干地支的十二位素,則命名為歲星。直到西漢時期司馬遷對其觀測發現呈青色,根據五行學說的原理,青為木,于是便又把歲星稱為木星。在道教裡,木星被視為福星,總之, 木星自古以來在人類的眼裡都是一顆吉祥的星星

木星是太陽系中體積最大的行星,質量為 太陽的千分之一,但也相當于太陽系其它行星質量總和的2.5倍,直徑是地球的十一倍,因此屬于巨行星的范疇。木星是一顆 氣態行星,主要 由氫和氦組成,其內核可能由岩石和重金屬構成;由于自轉速度過快,木星外觀被「甩」成了略扁的球體,同時也造就了一天時長最短的行星。同時,因為木星體積之大, 常常受隕石流星青睞,也就得到了 「受隕石撞擊最多的行星」這一名號。

在木星上也有一個 類似于土星環的環狀體,但沒有土星環這麼顯而易見,木星的環則極其微弱嬌小且暗淡,肉眼幾乎不可見,其形狀就像一個很薄的圓盤,厚度為三十公里,寬度約為九千四百公里,外環較為明顯,內環則幾乎完全深入到木星的大氣層內,主要 由一些高能帶電粒子組成

木星的高層大氣百分之九十九主要由氫和氦組成,剩下的 百分之一則由甲烷、水蒸氣和一些化合物構成。其氫氦的特殊比例非常接近原始太陽星雲的理論構成,其 結構組成與土星最為相似,堪稱一對「雙胞胎」

由于在木星厚厚的大氣層包裹之下,其赤道和兩級的溫差不超過三攝氏度,因此在木星表面不怎麼刮南北風,常常刮東西風,東西風的風速很大,最大可達到每秒一百幾十米,因此, 在木星大氣之中也形成了五彩斑斕波濤翻湧著橫向運動的雲層,這種景觀從外表看被稱為 「雲帶」。

在這些雲帶之中,偶爾能看見一個 「紅眼睛」狀的斑點,那是一個約幾萬公里大小的氣旋風暴,以逆時針方向自轉,在其中心還有個 。據推測,其赤紅的顏色可能來源于 紅磷,人們通常稱它為大紅斑,通常大紅斑可以持續幾個小時甚至幾個世紀。恐怖的是,光是一個大紅斑,就能 「吞下」十個地球

有趣的是,在木星上面還會出現 「鑽石雨」的奇特現象,木星空氣中的甲烷在高溫高壓的作用下會產生非常多的結晶碳,造成鑽石雨的壯觀景象。

木星的磁場巨大,其強度是地球的十四倍,是除太陽黑子以外的太陽系最強磁場,其磁場范圍極大,結構也很複雜,在距木星幾百萬公里的空間都是木星磁場的所及之處,甚至其磁場范圍能掩蓋土星的五大衛星。 由于其強大的磁氣圈和太陽風的共同作用,所以在木星上同樣有極光現象,並且比地球的極光更強

同時, 木星也正在向宇宙源源不斷地釋放比太陽強兩倍的能量。因此,人們猜測木星在形成初期, 內部的引力勢能轉變為了熱源,並被液態氫對流翻湧到表面來。目前,木星中心溫度據推測已經到達了 28萬K,再加上本身遍佈的氫氣作為燃料,已經 具備了完善的核聚變條件,和正在熊熊燃燒的太陽如出一撤,因此木星極有可能成為下一個太陽。

木星探測史

作為一顆如此「強大」的巨行星,自然也不斷地吸引著人們的好奇和探索,雖然木星自古以來在人們心中都是一個吉祥如意的好形象,但是 木星探測的實際情況卻打破了人類對于木星的好奇與想象

在航太事業發展之前,人們主要通過天文望遠鏡等地面觀測手段對木星進行探測和觀測,因為發現了 木星不以地球為中心轉動的天體規律,由此為日心說的觀點打下基礎和提供證據。除此之外,人們還觀測到了 木星周圍的四顆衛星以及木星的形態和表面的大紅斑

後來,隨著人類科技的發展,航太事業逐漸起步,NASA在上個世紀七十年代向木星發射了首個探測器,被稱為 「先驅者十號」,在先驅者十號花費一年半時間,穿越小行星帶的阻礙和強烈輻射帶來的干擾後,終于到達了木星面前,並 向地球傳回了三百多幅有關木星的細節圖像,是人類首次以如此近距離的方式觀測木星。後來,美國又發射了先驅者十一號探測器到了更近的位置,詳細探測並了解到木星磁場、大氣結構等詳細資料。

後來,隨著旅行者一號和旅行者二號對木星的相繼探索,又向地球傳回了更多的照片,並證實了土星光環的存在,還探測到了 土星的衛星上存在火山爆發的地質活動,讓人們對木星的了解近一步加深。

直到後來 伽利略號使用核動力繞木星飛行了三十四圈,工作了八年之久,加深了人們對于木星大氣層和磁層的研究,同時也發現木星存在的更多衛星,以及木星衛星下可能存在咸水海洋,為木星探索做出了巨大的貢獻。在完成它的使命之後,伽利略號便 墜毀于木星

後來,到了如今的二十一世紀,隨著航太技術的持續發展,為了對太陽系展開更加深入的研究,NASA開展了新疆界計畫,並特地向木星發射了一艘名為 「朱諾號」的探測飛船,以 加深對于木星構成和重力磁場的研究,以及木星形成的各種可能性。

不過,值得注意的是,在人類探測木星的旅程之中,從小小的探測器到精湛堅固的探測飛船,都只是遠遠地環繞木星飛行, 從來沒有像火星探測那樣靠近木星表面,或者用「木星車」「木星探測機器人」之類的對木星地表進行研究,這是為什麼呢?

木星的探測難度有多大?

首先,這自然 不可能是人們不願意去木星上進行探測,而是人們目前的科技水準來說,還真的還做不到登陸木星表面進行探測。那麼, 木星的探測難度到底有多大?

木星作為一顆氣態行星,表面是由一層厚厚的氣體組成,根本沒有能讓探測器落腳的地方,並且這些氣體在強有力的引力磁場下時刻保持著高速運動,就算落腳了也 難以站穩。且木星的高壓環境還將氣體逐層壓縮為 液態和固態,如果探測器穿過了表面厚厚的氣體,裡面的液體也會淹沒探測器。所以,對于探測器來說,像木星這樣的氣態行星,完全沒有落腳之地。

除了高壓,在接受太陽溫度的同時木星內部也在不斷產生溫度,因此 木星就是一個巨大的煉獄火爐,其表面溫度甚至高達上萬攝氏度,所有人類探測器接近木星表面都會 被高壓、高溫撕碎熔盡

除此之外,由于木星散發的巨大強磁場,對探測器信號也有極大的干擾,越靠近木星,這種磁場干擾也就越強,同時, 木星的磁場還攜帶大量的太陽離子產生的電磁波,對航太探測器具有巨大的殺傷力

因此探測木星對探測器的通訊水準和構造設計有著極大的考驗。目前科技對于人類來說還是難以掌握, 有著巨大的技術瓶頸和技術挑戰,此前而言,能將探測器送往木星面前都需要耗費巨大的成本和精力才能做到,更別提將探測器送上木星表面了。

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