重点研究木星磁场 “朱诺”号探测器即将发射

哪怕最细微的偏差也会影响磁场的丈量结果。朱诺 ” 号的磁力计拥有极高的精确度，恒星照相机小组负责人、丹麦技术大学的约翰 · 乔根森表示：确定方位时。局部原因就在于这种精确传感器方位的能力。这种能力与仪器本身的设计和校准同样重要。康纳尼表示：朱诺 ’ 号的丈量精确性极高，足以探测木星磁场的缓慢时间变化。如果木星发生这种变化，丈量将允许我第一次了解这颗行星的发电机如何工作。这种了解同样有助于我加深对太阳系以及系外其他行星发电机的认知。

展现了绕木星轨道运行的朱诺 ” 号探测器。木星可能是太阳系内研究行星磁场如何发生的最理想之所。发射之后，一幅艺术概念图。朱诺 ” 号将踏上长达 5 年，全程 4 亿英里的旅程，奔赴木星，而后绕木星轨道运行 1 年多时间，收集木星数据。

木星就像是一辆终极 “ 肌肉型 ” 汽车，据美国宇航局官方网站报道。借助于引擎罩下的一台怪物级发动机 — 发电机，得以拥有异常强大的磁场，位居太阳系所有行星之首。解这台强大的发动机如何运转是美国宇航局 “ 朱诺 ” 号任务的主要目标之一。这颗探测器预计于 8 月发射升空，开始长达 5 年，全程 4 亿英里（约合 6.4 亿公里）太空之旅，奔赴木星。

研究磁场是重点

借助 8 个仪器设备研究其起源和演化。这些仪器可以探测木星内部结构和引力场，朱诺 ” 号探测器将绕木星飞行大约 1 年时间。丈量大气层中的水和氨，对强大的磁场进行测绘同时观测其强烈的极光。磁场研究工作由两台磁力计负责，宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心设计制造，用于丈量磁场强度和方向，精确度逾越此前的装置，将第一次揭示高解析度的木星磁场。

康纳尼正与任务负责人斯科特 · 博尔顿通力合作。说：此前的探测器环绕木星卫星飞行，朱诺 ” 号项目副负责人、磁力计小组负责人、戈达德太空飞行中心的杰克 · 康纳尼表示：上世纪 70 年代初的先驱者 10 号和 11 号以及 70 年代晚期的旅行者 1 号和 2 号都曾收集木星磁场的重要信息。德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究院。朱诺 ’ 号将绕木星极地轨道运行，历史上的第一次木星磁场测绘任务。

对磁场进行测绘便是其中之一。木星的大气层受到强大引力场的挤压，朱诺 ” 号项目科学家、宇航局位于加州帕萨迪纳的喷气推进实验室的史蒂文 · 莱文表示：解木星内部深处结构的方式并不多。绝大多数灵敏设备都无法穿过。莱文说：木星可能是太阳系内研究行星磁场如何发生的最理想之所。喷气推进实验室负责管理 “ 朱诺 ” 号任务。

推断木星内部结构

其磁场强度位居太阳系所有行星之首。由于木星是一颗气态巨行星，木星是一颗大质量行星。朱诺 ” 号能够清晰地对其发电机进行观测。地球发电机局部隐藏在一层磁化地壳岩下方，埋藏深度极深，距离地核只有大约一半距离，相比之下，木星发电机更靠近地表。康纳尼说：朱诺 ’ 号探测器将多次飞跃木星外表，进一步靠近发电机。朱诺 ’ 号与木星发电机之间的距离低于任何探测器与太阳系内任何行星发电机之间的距离。这是一项令人兴奋的任务，将提高我解木星活动的能力。

木星发电机则发生于氢中，地球发电机发生于外核的液态铁中。氢构成了木星的大约 90% 一些氢以一种特定的气态存在足够的压力下，这种气体能够将电子挤出分子，因此具有导电性。距离核心越近，氢气受到压力越大，进而变成液态，也就是金属氢。木星磁场的源泉到底是金属氢还是导电性气态氢现在仍旧是一个未知数，有待 “ 朱诺 ” 号寻找答案。

获取解析度远超过此前的图像。同样希望根据磁场结构推断木星内部结构，朱诺 ” 号项目联合负责人、马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的杰里米 · 布洛克斯哈姆表示：希望能够在朱诺 ’ 号的协助下详细了解木星的磁场结构。尤其是要确定木星内核的半径。

朱诺 ” 号将成为最接近木星的探测器

与木星之间的距离小于此前的任何探测器，朱诺 ” 号将沿着椭圆形轨道运行。同时进一步远离木卫四 “ 卡利斯托 ” 朱诺 ” 号并不绕赤道飞行，而是成为第一颗绕木星极地轨道运行的探测器，进入近木轨道区域时飞跃北极和南极。此时，朱诺 ” 号将鸟瞰木星的强烈极光，同时丈量与极光有关的带电粒子和电流。这颗探测器将进行大约 34 次环飞，最终在 1 年左右时间内覆盖整个木星。

朱诺 ” 号探测器与木星间的距离非常近，绕木星飞行时。足以感受到全强度的木星磁场 — 大约在 10 12 个高斯之间。相比之下，地球磁场为半个高斯左右。绕木轨道的其他区域，朱诺 ” 将对一个强度大约减弱 1000 万倍的磁场进行丈量。

两台磁力计齐上阵

用于丈量强磁场和弱磁场。两台磁力计装置在一个支架上，朱诺 ” 号的两台磁力计一模一样。相隔大约 6.5 英尺（约合 2 米）支架采用合成资料结构，固定在太阳能电池板阵列末端。之所以装置两台磁力计是为了应对其中一台发生故障以及探测器自身发生 “ 游荡 ” 磁场。第二种情况下需要使用两台磁力计，以矫正丈量结果。探测器发生的磁场虽然很小，但仍可以被磁力计感知到靠近探测器的磁力计将感知到一个较大的磁场，较远的磁力计则感知到一个较小的磁场。

每秒钟可对木星磁场进行大约 60 次测量。将丈量相对于自身的磁场强度和方向，朱诺 ” 号每分钟旋转两周。但科学家真正希望了解的相对于木星和宇宙的磁场方向。这项工作需要借助恒星照相机完成。每个磁力计传感器配备两台恒星照相机，用于确定传感器在太空中的确切方位。照相机每 4 秒钟拍摄一幅夜空照片，能够识别视野内的所有明亮天体。通过一种先进的算法对所看到天体与已知恒星进行比拟。传感器在太空中的方位是进行这种比拟的最理想参照。