木衛(wèi)二著陸器示意圖
“朱諾”號木星探測器藝術(shù)效果圖
圖片來源：美國國家航空航天局
電影《流浪地球》中，木星曾為試圖逃離太陽系的地球制造了大麻煩。地球本想借助木星引力加速逃亡，但差點(diǎn)被其巨大引力撕碎。最后主人公犧牲自己，點(diǎn)燃木星，讓地球繼續(xù)向著太陽系外流浪。
在現(xiàn)實中，這顆巨大的星球，對人類也同樣有著非凡的吸引力。只是，飛向它的專用探測器，都和電影中的地球一樣，命途多舛。
全國政協(xié)委員、北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院教授徐世杰3月6日接受科技日報記者采訪時說，在我國有待開展的深空探測項目中，木星探測才應(yīng)該是重點(diǎn)。
阿波羅登月計劃，啟動于上世紀(jì)60年代;美國的火星巡游探測器，發(fā)射于上世紀(jì)90年代。但對木星的探險之旅，美國也只進(jìn)行了兩次。“國家開展重大項目，要考慮三方面因素，一是科學(xué)目標(biāo)，二是對技術(shù)的牽引作用，三是經(jīng)濟(jì)效益或社會效益。”徐世杰說，月球探測和火星探測還是在走前人走過的路，但是木星探測，則幾乎和其他國家站在同一起跑線上。“木星探測對上述三方面都有重要意義。”
探索木星，可以尋找地外生命。木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二被認(rèn)為最可能有生命存在——其表面有巨大冰層，冰層之下，有液態(tài)水。
徐世杰打了個比方——在火星上找生命，屬于“考古”，找的是生命存在過的痕跡;但在木衛(wèi)二上，一切是現(xiàn)在進(jìn)行時，“科學(xué)意義重大”。
而要想順利探測木星，有兩大技術(shù)難關(guān)必須闖。
“防輻射技術(shù)是木星探測尤其是木衛(wèi)二探測的難點(diǎn)。”徐世杰說，木星輻射帶半徑達(dá)70萬公里，木衛(wèi)二的軌道完全在木星的輻射帶內(nèi)，探測器離木星稍近，就會遭受它的超強(qiáng)輻射轟炸。美國國家航空航天局第一個探測木星的航天器是“伽利略”號，發(fā)射于1989年，“因為輻射出了20多處故障”;“朱諾”號木星探測器于2011年升空，飛行4年11個月后進(jìn)入木星軌道。徐世杰介紹，盡管“朱諾”號帶有用150公斤鈦做成的防輻射盔甲，但保護(hù)作用依然有限，不得不選擇比較高的軌道，并使軌道盡量接近輻射較少的極區(qū)。
第二個要攻克的技術(shù)難題，是能源。
經(jīng)過漫長旅途，穿越小行星帶到達(dá)木星附近之后，探測器能接收到的太陽能功率僅為地球附近的1/25。如果不想讓探測器攜帶巨大的太陽能帆板，就要用到核能。在放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器中，放射性材料衰變釋放熱能，熱能再被轉(zhuǎn)換為電能。“現(xiàn)在用得最多的燃料是钚-238。但钚在自然界中儲量并不多，美國的钚-238庫存也日漸減少，越發(fā)捉襟見肘。”徐世杰說，美國正在研發(fā)可替代的新能源材料。相比之下，我國的深空探測器并不多，短期內(nèi)還不會“缺糧”，但這種理想燃料遲早會耗盡。“如果不積極研發(fā)新能源，將來可能會很被動。”
美國的探索還在推進(jìn)。2023年，其將發(fā)射“歐羅巴快船”，在軌道上對木衛(wèi)二進(jìn)行探測，并獲取木衛(wèi)二噴射的羽流樣品;2025年左右，美國將發(fā)射木衛(wèi)二著陸器，這項計劃已于今年得到1.95億美元的概念研究經(jīng)費(fèi)。
我國的木星探測計劃已在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段。航天專家龐之浩此前接受科技日報記者采訪時曾介紹，我國科學(xué)家從長遠(yuǎn)考慮，已經(jīng)提出了“木星系統(tǒng)探測”計劃建議，主要將研究木星磁層結(jié)構(gòu)、木衛(wèi)二大氣模型、木衛(wèi)二表面冰層形貌及厚度、金星—地球—木星間的太陽風(fēng)結(jié)構(gòu)，以及地球生命的地外生存狀態(tài)及其演變特性等。“希望時機(jī)成熟后，這項計劃能早日實施。”龐之浩說。(記者 張蓋倫)
