當(dāng)伽利略探測(cè)器訪問金星、地球和木星時(shí),NASA看到了什么
早在1989年10月,美國國家航空航天局發(fā)射了一艘以著名天文學(xué)家伽利略命名的宇宙飛船,開始了一項(xiàng)長達(dá)14年的任務(wù):將用一種前所未有的方式探索太陽系中最大的行星——木星。這項(xiàng)任務(wù)涉及到超過800個(gè)來自不同國家的科研人員以及創(chuàng)造了多項(xiàng)第一:第一艘繞帶外行星飛行的宇宙飛船,第一個(gè)在帶外行星大氣層內(nèi)部署探測(cè)器以及第一次如此近距離地觀測(cè)小行星。
伽利略號(hào)的木星之旅始于它從亞特蘭蒂斯號(hào)的貨艙中釋放,這是一艘正處于繞地飛行軌道上的航天飛機(jī)。由于伽利略號(hào)沒有攜帶足夠的燃料讓它直接前往這顆巨大的氣態(tài)行星,它被設(shè)計(jì)了一條巧妙的飛行軌道:用一種稱為重力輔助運(yùn)動(dòng)的技術(shù)讓它快速掠過金星一次和地球兩次,以提高它的速度并推動(dòng)它向外進(jìn)入太陽系。
1990年2月,伽利略號(hào)抵達(dá)了我們神秘的鄰居金星,這為伽利略號(hào)提供了第一次正確測(cè)試和校準(zhǔn)其科學(xué)儀器的機(jī)會(huì)。當(dāng)經(jīng)過這顆地獄般的行星時(shí),伽利略號(hào)研究了金星的大氣厚度,并發(fā)回了其有毒的大氣層的迷人影像。這張黑暗的近乎怪異的圖像揭示了金星的大氣厚度在灼熱的星球表面盤旋的情況。在飛離距金星最近的位置5天后,伽利略號(hào)通過紫外線濾光片拍攝了這張照片,并用藍(lán)色來增強(qiáng)對(duì)比度,以便讓我們可以更詳細(xì)地看到大氣層的結(jié)構(gòu)。
在獲得金星的助推后,伽利略號(hào)繼續(xù)它飛向地球的旅程,在那里它將完成兩次重力輔助飛行。第一次發(fā)生在1990年12月,在此期間,伽利略捕號(hào)捉到了這張壯麗的真彩色地球圖片,當(dāng)時(shí)它在距離地球約150萬英里之外,即240萬公里之外??梢钥吹椒侵薮箨憦奈覀兒陚サ牡厍蛑行囊恢毕蛏涎由?,陽光照耀下的南極洲大陸靜靜地坐落在地球底部。
目光所及之處,正在略微旋轉(zhuǎn)的云層籠罩在地球的上方。地球的近距離圖像也被捕捉到,比如白天下鳥瞰美麗的南極洲大陸和此時(shí)處于黑夜中的另一側(cè)。也可以看到環(huán)繞在地球表面的藍(lán)色的大氣層,提醒著我們的存在是多么脆弱。
伽利略號(hào)飛掠地球后,沿著一條不斷向外的軌道運(yùn)行,并于1991年10月掠過了小行星帶(位于火星和木星之間的一片巨大的區(qū)域)的邊緣。
伽利略號(hào)在浩瀚的宇宙里創(chuàng)造了拍攝成功有史以來第一張小行星特寫圖像的歷史。這顆小行星被命名為Gaspra,長約11英里,即長18公里,它的表面帶有很多嚴(yán)重得坑洼,有可能是一顆年輕的行星。
從圖像的右側(cè)照射的太陽光可以清晰的呈現(xiàn)出小行星表面的特征,光影投射到了小行星表面?zhèn)劾劾鄣碾E石坑中。但是這里似乎是缺乏更大隕石坑的,科學(xué)家們認(rèn)為,Gaspra曾經(jīng)是一個(gè)很大的行星的一部分,但它在一次撞擊事件中與主體分開了。
經(jīng)過Gaspra后,伽利略號(hào)向內(nèi)擺動(dòng),準(zhǔn)備與地球的下一次相遇。并且在1992年12月成功完成了第二次飛越,最后一次提高了速度,而且永遠(yuǎn)告別了它的母星?,F(xiàn)在,伽利略號(hào)終于積累到足夠的速度去開始前往外太陽系的漫長旅程,在那里它將開展它的主要任務(wù)。
但在它到達(dá)木星之前,它將首先邂逅另一個(gè)行星。在1993年8月有一個(gè)小小的驚喜,宇宙飛船經(jīng)過了第二顆小行星。這顆名為Ida的小行星是第一顆被發(fā)現(xiàn)擁有自己的衛(wèi)星的小行星,后來被命名為Dactyl。這顆巨大的小行星長約35英里即長58公里,而它的衛(wèi)星只有1英里寬即1.6公里。
Dactyl的起源尚不確定,但科學(xué)家認(rèn)為它可能是一個(gè)更大的星體的碎片,這個(gè)星體在過去某個(gè)時(shí)候分裂開來,Dactyl由此形成。在經(jīng)過Dactyl之后,伽利略號(hào)繼續(xù)長途跋涉,最終離開了小行星帶,進(jìn)入了旅程的最后階段。從這里開始,宇宙飛船沒有更多的計(jì)劃邂逅在到達(dá)氣體巨人之前,但它從遠(yuǎn)處捕捉到了歷史性的時(shí)刻。
1994年7月,宇宙飛船完全可以觀看21個(gè)彗星的碎片,shoemakerLevy 9彗星與木星相撞。伽利略號(hào)可以直接觀察到撞擊并發(fā)回了令人驚嘆的圖像資料。
這四幀畫面是在彗星碰撞木星的那一刻捕獲到的,其中最大的撞擊威力,相當(dāng)于3億枚原子彈的能量。自發(fā)射以來,伽利略號(hào)訪問了金星,被地球擺動(dòng)兩次,遇到了兩顆獨(dú)立的小行星,并在彗星與木星的對(duì)決中獲得了前排位置。
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經(jīng)過6年長達(dá)23億英里(37億公里)的旅程,伽利略終于抵達(dá)了木星。在旅程中,伽利略還攜帶了一個(gè)小型大氣探測(cè)器,探測(cè)器于1995年7月航天器進(jìn)入最后進(jìn)近航線時(shí)被釋放。這個(gè)探測(cè)器獨(dú)自飛入木星的大氣層,劃過云層下降95英里,約合153公里,持續(xù)了58分鐘之后汽化。雖然探測(cè)器沒有配備相機(jī),但是它首次收集了木星當(dāng)?shù)靥鞖獾闹苯訑?shù)據(jù)。
它記錄的風(fēng)速高達(dá)每小時(shí)450英里,即每小時(shí)724公里,并且檢測(cè)到了遠(yuǎn)處巨大的雷暴,這種雷暴比在地球上觀察到的大許多倍。伽利略于1995年12月成功進(jìn)入環(huán)繞木星的軌道,意味著其首要任務(wù)的開始。在接下來的八年里,它繞著這顆氣體巨行星運(yùn)行,捕捉到了數(shù)千張難以置信的迷人大氣層的圖像,包括著名的大紅斑風(fēng)暴。軌道的設(shè)計(jì)還使航天器可以完成以壯觀的冰冷星球木衛(wèi)二歐羅巴,木星最大衛(wèi)星,為起點(diǎn)的近距離飛越。
像這副壯麗的圖片,向我們展示了木衛(wèi)二的全面盛景,炫耀了它迷人的表面特征。這些照片同樣展示了一個(gè)地質(zhì)多樣的世界,覆蓋著長長的線性裂縫和山脊,在冰冷的星球表明縱橫交錯(cuò)。伽利略還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)隱藏在地下液態(tài)海洋的地殼??拷^察,還發(fā)現(xiàn)了一些迷人的東西,比如這些紅色淺坑,名為Lenticulae,拉丁語中意為雀斑。這些不尋常的洞被認(rèn)為是更暖的冰從木衛(wèi)二的冰殼底部向上移動(dòng)時(shí),像寒冷的熔巖燈一樣攪動(dòng)造成的,當(dāng)然,這也為隱藏的溫暖海洋提供了進(jìn)一步的證據(jù)。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),木衛(wèi)二冰凍表面上縱橫交錯(cuò)的線性山脊和帶狀物,很有可能是木星與衛(wèi)星之間強(qiáng)大的拉伸和拖拽引力造成的,這一作用力反復(fù)地打開和關(guān)閉山脊,從而導(dǎo)致了這些驚人的巨大裂縫。木衛(wèi)二之后,1997年9月,在伽利略繞這個(gè)氣體巨行星的第10圈,觀測(cè)到了奇特的木衛(wèi)一,伊奧。伊奧表面環(huán)境非常可怕,且活躍。
正如我們能從這張?bào)@人彩圖中可以看到的,伊奧是太陽系中火山最多的星球。你能看到形狀不規(guī)則的山脈、形成廣闊高原的層狀物質(zhì)和從巨坑中噴出的熔巖流,所有這些都散布在明亮的富含硫磺的星球表面。 這張圖片是一個(gè)火山口的特寫,各種美麗的色彩交織其中,這個(gè)火山口被命名為圖潘火山口,以巴西神話中的雷神命名??梢苑直娉觯瑘D中的黑色物質(zhì)為冷卻的熔巖,而據(jù)推測(cè),黃色部分為含硫化合物的混合物,紅色部分可能是硫磺氣體,這些氣體飄出火山口后冷凝起來,覆蓋在地面上。這些物質(zhì)四周環(huán)繞著3000英尺高(900米)的懸崖。
這張圖片捕捉到了一座正在噴發(fā) 的活火山,熱熔巖噴發(fā)而出,裝點(diǎn)了木衛(wèi)一絢麗的表面。木衛(wèi)一上火山活動(dòng)活躍,原因在于,木星本身具有強(qiáng)大引力,加之其大衛(wèi)星歐羅巴(木衛(wèi)二)、蓋尼米德(木衛(wèi)三)和卡利斯托(木衛(wèi)四)也具有強(qiáng)大引力。由于各種引力進(jìn)行拉鋸戰(zhàn),木衛(wèi)一不斷被拉扯變形,導(dǎo)致其內(nèi)部升溫,噴發(fā)出五彩繽紛的物質(zhì),這一畫面在多年前為伽利略號(hào)探測(cè)器所捕獲。在探測(cè)器圍繞木星運(yùn)行的八年時(shí)間里,它拍攝了包括加尼美德和卡利斯托在內(nèi)的數(shù)百張木星最大衛(wèi)星的迷人圖像。
蓋尼米德是太陽系最大的衛(wèi)星,它冰冷的表面上布滿了明亮的新隕石坑和較暗的舊隕石坑,冰凍的表面上布滿了形狀奇特的溝槽和山脊 ??茖W(xué)家們認(rèn)為,蓋尼米德與歐羅巴十分相似,在其堅(jiān)硬的冰殼下面,還存在一個(gè)海洋層,可能比地球上的水更多??ɡ雇惺悄拘堑牡诙笮l(wèi)星,如圖所示,它是太陽系中撞擊坑最多的天體。卡利斯托是一個(gè)黑暗、冰冷的世界,極易看出,其在漫長的時(shí)間里飽受摧殘,盡管有一些證據(jù)表明,卡利斯托像它的鄰居一樣,在它冰凍的表面下可能隱藏著一個(gè)液態(tài)水構(gòu)成的地下海洋。
伽利略號(hào)探測(cè)器完成了對(duì)木星的34次繞行,同時(shí)捕捉到了木星云層、星環(huán)以及各大衛(wèi)星的數(shù)千張令人驚嘆的圖像。自1989年10月發(fā)射以來,它一共旅行 了28億英里,即46億公里。在探索太空的14年里,伽利略號(hào)探測(cè)器取得多項(xiàng)“第一”和多項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。但正如生活中所有事情終有結(jié)局一樣,伽利略號(hào)的探測(cè)任務(wù)也不得不結(jié)束。2003年9月,伽利略號(hào)探測(cè)器根據(jù)指令,主動(dòng) 墜入木星的大氣層。科學(xué)家們 永遠(yuǎn)地摧毀了它,避免該探測(cè)器在木星的大衛(wèi)星之上造成任何污染。伽利略號(hào)探測(cè)器完成了有史以來最成功的任務(wù)之一,它揭開了太陽系最大行星的面紗,展示了該行星驚人的細(xì)節(jié),為地球上雄心勃勃的人們鋪就通往未來的墊腳石。
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?by:尋嶼,手可摘星辰, 庇特朱,老八
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