NASA本月将无故终结朱诺号木星探测任务

NASA的朱诺号探测器自2016年以来取得了重大科学发现，并验证了在木星强辐射环境中生存的技术。尽管探测器状态良好，能够继续工作，但由于资金问题，NASA计划于2025年9月终止其任务。此举将导致未来十年木星无在轨探测器，科学家们因此呼吁延长任务，以继续获取宝贵数据，避免这一成果丰硕的项目被过早结束。

木星：太阳系的引力主宰

木星是太阳系中最重要的行星，其质量是太阳系其他所有天体总和的2.5倍。对任何外部观察者来说，木星都比地球更容易被发现。

• 自身发光： 木星自身发出的红外辐射比它反射的太阳光还多。
• 巨大卫星： 它的几颗主要卫星拥有巨大的水量，甚至超过地球，是寻找地外生命的迷人目标。

目前，只有朱诺号 (Juno) 探测器在环绕木星运行，为未来的“欧罗巴快帆”和“木星冰月探测器”任务铺平道路。

探索木星的巨大挑战：强辐射

木星周围的环境比深空恶劣得多，其辐射强度在太阳系中仅次于太阳。

• 强大的磁场： 木星的磁场产生了强烈的辐射带，类似于地球的范艾伦带，但规模和强度要大得多。
• 设备损耗： 任何航天器长时间暴露在这种环境中，其仪器和电子设备都会迅速退化和损坏。伤害是累积性的，最终会导致设备无法运行。

在最适合收集高质量数据的地方停留的时间越长，未来收集同等质量数据的能力就越弱。

朱诺号的生存之道

为了应对强辐射环境，朱诺号采用了巧妙的设计和策略，使其任务寿命从原计划的几个月延长到近十年。

• 宽阔的椭圆轨道： 探测器大部分时间都在远离木星的低辐射区运行，只在短暂的“近木点”(Perijove) 期间快速掠过高辐射区以采集数据。这种策略最大限度地延长了航天器的整体寿命。
• 钛合金保护罩： 朱诺号最敏感的仪器和精密电子设备被存放在一个厚重的钛合金保险库内，以屏蔽强辐射。

朱诺号的重大发现

自2016年抵达以来，朱诺号提供了关于木星系统的大量宝贵信息，远超其最初设计目标。

• 揭示木星内部： 以前所未有的方式探测了木星的云层之下，研究其内部结构、大气和极光。
• 观测木星卫星： 提供了关于木卫一（Io）、木卫二（欧罗巴）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto）的丰富数据。
• 欧罗巴的关键证据： 朱诺号对欧罗巴的飞掠发现了支持其冰壳下存在全球性液态水海洋的有力证据，这直接推动了后续的“欧罗巴快帆”任务。

逆境中的技术奇迹：修复相机

朱诺号最著名的成像设备 JunoCam，主要用于公众科普，并未被放置在钛合金保护罩内。因此，它最先遭受了严重的辐射损伤，拍摄的图像开始出现大量噪点和条纹。

面对这个难题，任务团队想出了一个绝妙的解决方案：

• 问题识别： 图像退化是由于辐射对相机电荷耦合器件（CCD）的累积损伤造成的。
• 远程实验： 团队在地球上的实验室里复制了相机的问题，并找到了解决方法。
• 创造性修复： 他们利用相机自带的机载加热器，将相机温度提升了135摄氏度。这个过程类似于金属退火，成功“治愈”了辐射造成的损伤。

这一成功案例展示了如何远程维护和修复在恶劣环境中运行的航天器，为未来的深空探索提供了宝贵经验。

过早的终结

尽管朱诺号状态良好，仍能继续产出重要的科学和技术数据，但其任务的未来却岌岌可危。

“除了科学探索，朱诺号还通过教导我们空间系统如何在强辐射下生存甚至逆转退化，为国家安全提供了关键的新信息。”

— 任务首席研究员 Scott Bolton 博士

科学家们正寻求将任务再延长3年，以探索更多未曾近距离飞掠过的木星卫星。对于一个耗资超过10亿美元的项目来说，只需再投入数千万美元就可以继续运行数年，获取更多回报。

然而，由于 2025 年的资金已被取消，如果在本月底前没有新的资金注入，朱诺号的命运将被注定。它将被指令坠入木星大气层销毁，以避免污染任何可能存在生命的卫星。一个成果丰硕的探测任务，或将迎来一个不必要的过早结局。