美国宇航局的朱诺号航天器开始行星际旅行以观察木星

朱诺号飞船绕木星运行的艺术家概念图。 信用：美国宇航局

2011 年 8 月 5 日， 美国宇航局朱诺号航天器在为期五年的行星际旅行中发射升空，并将其带到这颗巨行星 木星. 美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室负责管理朱诺号任务及其运营。 该航天器旨在进入环绕行星的轨道，并使用其科学仪器和相机套件观察木星的大气、重力和磁场。 了解这颗行星的特性可以揭示有关其起源和演化的线索。 朱诺号于 2016 年 7 月到达木星，并进入环绕木星的椭圆极地轨道。 她继续对我们太阳系中最大的行星进行观测，直到今天还返回了这颗气态巨行星的惊人图像。

木星是一颗气态巨行星，大到太阳系中除太阳外的所有其他天体都可以容纳在其中。 有 79 颗卫星绕地球运行，木星系统就像一个小型太阳系。 尽管木星是我们太阳系中可以用肉眼看到的五颗行星之一，但它的卫星直到 1610 年才被发现，当时意大利天文学家 注意伽利略伽利莱，木星的四个最大的卫星 使用他自制的望远镜。 今天，它被称为 Galil 卫星，以其发现者的名字命名。 几个世纪以来，逐渐改进的望远镜以及后来的其他仪器揭示了木星的一些奥秘，例如大红斑和其大气中的五彩带。 随着 1970 年代第一艘航天器飞越，我们对这颗行星的了解增加了几倍，（先锋10 和 11 和 航海者一号 和 2) 特别是 伽利略 1990 年代和 2000 年代的轨道和大气探测器。 其他几艘航天器（尤利西斯号、卡西尼-惠更斯号和新视野号）已经观测到这颗巨行星，同时利用其引力将其加速到太阳系的其他目的地。 与之前访问过木星的航天器不同，朱诺号依靠太阳能而不是核能，它搭载了三块有史以来放置在行星际航天器上的最大太阳能电池板。

Juno 及其科学工具包的示意图。 信用：美国宇航局

为了进行他的观察，朱诺携带了一套九种仪器。

• 微波辐射计（MWR）： 测量木星大气深层中水和氨的丰度并获得大气温度。
• 木星红外极光测绘仪（JIRAM）： 提供木星高层大气中北极光图像的光谱仪。
• 磁力计 (MAG))： 绘制木星的磁场并确定行星内部的动态。
• 重力科学（GS)： 通过测量航天器无线电信号中的多普勒变化来绘制木星内的质量分布图。
• 木星极光分布经验 (JADE))： 测量离子和电子的角、能量和速度分布 很少 木星北极光中包含的能量。
• 木星活性粒子探测器 (JEDI .))： 测量离子和电子的角、能量和速度分布 中间 木星北极光中包含的能量。
• 等离子和无线电波（波）传感器：至 i确定决定木星无线电发射和极光粒子加速的极光电流区域。
• 紫外分光光度计 (UVS)：提供极地磁层中紫外极光发射的光谱图像。
• JunoCam (JCM)：一种可见光相机/望远镜，用于研究木星云的动态，并促进教育和交流。

三个乐高小雕像描绘
罗马神朱庇特、他的妻子朱诺和天文学家伽利略都附属于朱诺号宇宙飞船。 信用：美国宇航局

除了科学仪器外，朱诺号还拥有两个具有历史和教育意义的元素。 意大利航天局提供的一幅画描绘了伽利略的图像和伽利略的手写文字，写于 1610 年 1 月，同时观察了后来被称为伽利略卫星，木星的四颗最大的天然卫星。 作为 NASA 和乐高集团联合外展和外展计划的一部分，旨在激发儿童探索科学、技术、工程和数学的能力，朱诺号航天器搭载了三个代表罗马神朱庇特、他的妻子朱诺和伽利略的乐高小人仔，并携带望远镜。

朱诺从地球到木星的路径。 信用：美国宇航局

朱诺号航天器于 2011 年 8 月 5 日从卡纳维拉尔角空军基地（现为佛罗里达州卡纳维拉尔角航天基地）搭载阿特拉斯 V 551 火箭发射升空。在停泊轨道上经过 45 分钟的海岸线后，半人马火箭的上级发射升空这是第二次送朱诺踏上他的星际之旅。 该航天器发射了三个大型太阳能电池阵列为其系统供电。 它于 2012 年 2 月 1 日完成了第一次中程修正机动，随后于 8 月 30 日和 9 月 14 日进行了两次深空机动，然后返回内太阳系。 2013 年 10 月 9 日，朱诺号经过了距地球 345 英里的地方，距离南非海岸最近。 尽管地球飞越的主要目的是将朱诺号的速度从 78,000 英里/小时提高到 93,000 英里/小时，以将其送往木星，但任务控制员还是启动了航天器的许多仪器。 在 2016 年 2 月 3 日进行额外的航向修正后，5 月 27 日朱诺从太阳的引力场进入木星，并于 6 月 30 日进入木星广阔的磁层。

第一次拍摄的木星北极光或南极光的红外图像
2016 年 8 月离地球很近，或接近 1。图片来源：美国宇航局

2016 年 7 月 4 日，在从地球出发进行了 5 年的巡航之后，朱诺号启动了 35 分钟的主发动机，进入了一个初始周期为 53 天的椭圆形极地轨道，环绕木星。 在接下来的几天和几周内，控制器开始激活朱诺的仪器。 8 月 27 日，航天器在木星云顶上方 2,610 英里处进行了第一次近距离飞行，或近日点，并启动了全套仪器。 在 10 月 19 日第二次接近关闭期间，由于影响其主发动机的异常情况，航天器进入了安全模式。 这种异常阻止了主发动机的发射，将航天器的轨迹改变为计划的 14 天轨道进行科学观测。 尽管存在这个问题，朱诺号在最初的 53 天期间继续其科学任务，主要变化是近距离观察的发生频率低于预期。 尽管木星周围存在强烈的放射性环境，特别是在普列戈夫遭遇期间特别恶劣，但朱诺号的系统和仪器仍然完好无损。 2018 年 6 月，美国宇航局将朱诺号的任务延长至 2021 年 7 月。

木星中北部的湍流云层
2019 年 5 月约 20 分钟内的纬度。图片来源：NASA

2021 年 6 月 7 日，在其第 34 次即将来临的遭遇中，朱诺号从木星最大的卫星木卫三（实际上是太阳系中最大的卫星）飞行了 645 英里。 这是自 2000 年 5 月伽利略号航天器在木卫三附近飞行以来，这艘航天器最接近的一次遭遇。由于朱诺号仍然健康，并且为了满足科学家研究木星大卫星的需求，美国宇航局批准第二次任务延期至 2025 年 9 月。木卫三的引力改变了朱诺号的轨道，它正在将其周期从 53 天减少到 43 天，并为未来在 2022 年 9 月与欧洲的相遇做准备。这次飞行将把朱诺号的轨道周期减少到 38 天，并将在 2023 年 12 月和 2024 年 2 月与艾奥号相遇，从而减少航天器的轨道周期为33天。 朱诺号继续带回有关木星及其环境的惊人图像和科学信息。

木星的卫星艾欧在这颗行星上投下阴影，由朱诺拍摄
2019 年 9 月 22 日 perijove。图片来源：NASA