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一枚探测器的自我救赎

“朱诺”的环木星轨道是一个个高度偏心的椭圆。NASA / JPL

近日,正在木星附近执行考察任务的“朱诺”探测器进行了一次计划外的轨道机动,目的竟是为了“自救”,以免其寿命提前终结。

这次机动用掉了73千克推进剂,推进器点燃时间长达10.5小时。而这么做的原因,是因为科学家发现“朱诺”探测器将于今年11月3日进入木星的影子,并将在木星的影子中飞行长达12个小时。如果什么都不做,那么它的所有电能储备将会在此期间消耗殆尽。

“朱诺”是一枚太阳能供电的探测器。一旦进入木星的影子,它就只能依靠电池供电。在黑暗中,探测器的温度会变得非常低。假如电量耗尽,它就无法再从休眠中醒来。

“朱诺”在设计时没有将在黑暗中飞行的需要充分考虑进去。因为按原计划,它在整个任务期间,只有任务早期才需要在地球的影子中飞行大约10分钟。“朱诺”没有携带“放射性同位素热发电机”,也就是“卡西尼”上的那种“核电池”。它是迄今为止太阳能探测器中飞得离太阳最远的一个。

“朱诺”有三块太阳能发电板,能够产生490瓦的电力。但随着使用时间的增加,发电板的性能会下降。任务结束时,其太阳能电板将只能产生420瓦的电力。而即便其性能保持峰值,也无法保证探测器安全度过12个小时的黑暗期,因为“朱诺”的电池容量有限。电池非常重,探测器通常都不会带很多。

“朱诺”原计划进入的是一条周期只有14天的轨道,但是工程技术人员怀疑它的燃料输送系统有问题,因此一直让它停留在一条周期长达53天的轨道上。而正是因为如此,才导致“朱诺”需要修正其轨道,以避免长时间呆在木星的影子里。

幸运的是这次计划外的点火机动十分成功,“朱诺”现在已经远离木星影子的威胁。它会一直飞行到2021年7月,并在任务结束后坠入木星大气。

工程师正在测试“朱诺”的太阳能电板。在木星的影子里,太阳能电板无法供电,而其电池容量也不足以提供足够的电力,使其安全度过12个小时的休眠期。NASA / Jack Pfaller

参考:

NASA's Juno Prepares to Jump Jupiter's Shadow

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7509


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