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为啥人类探测器只登陆月球不登陆木星?不是不愿,而是真的做不到

创作时间:
作者:
@小白创作中心

为啥人类探测器只登陆月球不登陆木星?不是不愿,而是真的做不到

引用
网易
1.
https://www.163.com/dy/article/JN88U5EA0544CT3M.html

人类探测器为何只能在月球表面留下足迹,却无法在木星表面实现登陆?这背后究竟隐藏着怎样的科学难题?

木星,作为太阳系中体积最大、质量最大的行星,其体积是地球的11倍,质量是地球的318倍,引力更是地球的2.5倍。它拥有79颗已知卫星,其中最著名的四颗伽利略卫星(艾奥、欧罗巴、甘尼米德和卡利斯托)尤为引人注目。此外,木星还拥有一圈由尘埃和碎片组成的薄环。其大气层呈现出绚丽的彩色云海,狂风肆虐,气旋纷呈,其中最著名的就是持续存在了数百年的"大红斑"。

人类对木星的探索始于17世纪,当时首次观测到了它的四颗伽利略卫星,这一发现标志着人类对太阳系其他天体的认知开始拓展。自那时起,随着科技的进步,人类先后发射了一系列探测器,如先驱者、航海家、伽利略等,它们在木星轨道上或其周边进行了长时间的观测,逐渐揭示了木星的一些神秘面纱。

然而,尽管我们对木星进行了大量的间接研究,却从未真正接触过它的表面。这背后究竟隐藏着怎样的原因?

木星的大气层结构

木星的大气层主要由氢和氦组成,占据了大气层的绝大部分,而少量的甲烷、水和氨基等成分则占据不到1%的比例。这些成分在不同的高度和温度下形成不同的云层,赋予木星大气层丰富的色彩。

木星的大气层可分为四个主要层次:外层、对流层、平流层和热层。

  • 外层是我们能够观测到的木星表面,主要由云层构成,云层的外形取决于其成分和温度。
  • 对流层是木星大气层中最厚的一层,约200公里厚,气体在温度和压力的影响下上下运动,形成了木星的风暴和气旋。
  • 平流层是最稳定的一层,约1000公里厚,气体在温度和压力的影响下水平运动,形成了木星的风带和大红斑。
  • 热层是最热的一层,约5000公里厚,受到太阳和木星磁场的影响而加热,产生了木星的极光和电离层。

木星的大气层环境极为恶劣,对探测器的工作和生存构成了巨大威胁。温度从外层的-150°C到热层的2000°C不等,变化导致气体状态和密度的变化,影响着探测器的正常工作。压力从外层的1个大气压到对流层暴涨到1000个大气压,这种剧烈的变化可能会伤害到机械结构。风速从100公里/小时到600公里/小时剧烈变化,在这种条件下很难进行精确地飞行。辐射最高能到1000毫拉德/小时,这会让空气都收到电离效应影响,也会干扰到探测器的工作。

探测器的研发与挑战

为了深入探索和研究木星的各种特性,按功能分类可分为轨道探测器、飞越探测器和大气探测器。

  • 轨道探测器,如朱诺号能够进入木星轨道并长期观测;
  • 飞越探测器,如先驱者、航海家、卡西尼等,可以靠近木星并执行一次或多次飞越任务;
  • 大气探测器,如伽利略号的大气探测器,可进入木星大气层开展探测任务。

这些探测器的任务十分多样且重要,涵盖了研究木星内部结构的特点;探测木星卫星的特征和可能存在的生命迹象;分析木星磁场以及其他科学目标和问题。

以往的探测器取得了令人惊叹的成就,揭示了木星的一些神秘之处。这些成包括发现了木星环,使得木星成为除了土星外又一个拥有环的行星;观测到了木星极光;录制了木星的声音,揭示了其特有的声波现象。

然而,每次探测也都要面临很多的困难。例如因为受到木星引力的影响,探测器需要消耗大量燃料才能进入轨道;木星距离地球遥远,通信需要花费很长时间,影响了探测器的控制和数据传输;以及木星浓厚的大气层,限制了探测器的穿透深度。

木星的登陆可能性

登陆木星是人类对这颗神秘行星进行探索的最终目标,但是以目前的情报来看这件事根本不可能实现。木星缺乏固体表面,其内部结构复杂,由不同物质组成。这意味着登陆这颗星球必须采取不同于月球的表面着陆方式。

登陆木星需要穿越其大气层,抵达内部结构,并找到一种方式在内部结构上漂浮的方式。目前,我们的航天科技尚未向着这样的登陆方式进行发展,所以能否实现这个目标完全是未知的。木星的恶劣环境、强大的引力以及遥远的距离等因素都增加了登陆的复杂性。探测器需要具备高度稳定性和强大的抗压能力才能完成这项任务,这从技术角度还有开销角度来说都是个问题。

不过,由于木星是一个极具吸引力的行星,如果能实地勘探去搞清楚这颗星球的结构,对于人类来说也是重大的突破。

结语

虽然以我们目前的科技水平来说,探测木星还很困难,但这并不意味着人类对木星的探索就此停止,相反,人类对木星的探索还在继续。随着科技的不断发展和科学研究的不断深入,我们有望克服这些问题,并实现真正登陆这颗星球。这将是人类对太阳系的探索的又一个重大的突破,它将为我们揭开木星的更多的奥秘,也将为我们提供更多的知识。

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