2016 年 7 月 5 日臺北時間 11:53，朱諾號在主引擎點燃 35 分 2 秒後，進入週期 53.5 天的環繞木星軌道，成為繼 1995 年伽利略號之後，第二個進入木星軌道的探測器！之後預計會在 10 月 19 日再次進行引擎點火，縮短為 14 天週期的軌道，之後才正式進入科學任務階段。
在羅馬神話故事中，奧林帕斯山上住著天神朱比特（Jupiter）和他的妻子朱諾（Juno），朱比特利用了魔法變出了一團薄霧藏身其中，唯有天后朱諾能看透這層薄霧，瞧見朱比特的惡作劇 ──科學家將這項探測木星的任務命名為朱諾號，正是期望這艘太空船也能像天后朱諾一樣，看透木星（Jupiter）的本性！
進入木星軌道的朱諾號。圖／NASA
Google首頁也一起慶祝朱諾號入軌
source：google doodle
朱諾號是美國航太總署（NASA）新疆界計畫的第二項任務，於 2011 年 8 月 5 日利用擎天神 5 號火箭（Atlas V）發射升空，配備三塊約 8.9 公尺長的太陽能板，是 NASA 所有深空任務中最大的，也是目前人類用太陽能航行最遠的太空探測器。太陽能板完全展開後全長約 20 公尺，朱諾號進入太空將太陽能板展開並調整好方向後，就可提供太空船所需的電力。朱諾號升空後，從地球到月球（約 40 萬 2336 公里）僅需不到一天的時間，然後耗時 5 年、歷經 28 億公里的旅程才能抵達木星。途中曾在 2013 年 10 月飛掠地球獲得重力協助。2016 年 7 月 4 日進入木星軌道後，這艘太空船將在 20 個月內，以繞極方式環繞木星 37 圈，距離最近的一次將從木星大氣頂層上方約 5000 公里處掠過，預定在 2018 年 2 月完成任務後，脫軌進入木星大氣，以免汙染可能有生命的木衛二歐羅巴。
科學目標及儀器
朱諾號的目標是探測木星的起源與演化，以瞭解太陽系形成初期的狀況和重要過程。具體的探測任務為：
- 測量木星大氣中的水含量，這將有助於釐清何種行星形成理論較為正確，或是需要新的理論。
- 深入探測木星大氣，測量其成分、溫度、雲層運動和其他性質。
- 測繪木星磁場和重力場，剖析木星深層構造。
- 研究木星兩極的磁層和極光，將能有助於理解木星的強烈磁場如何影響大氣。
朱諾號太空船直徑達 20 公尺、高 4.5 公尺，搭載多項科學儀器，將研究木星是否有固態核心、測繪木星的強烈磁場、測量深層大氣中水和氨的含量，並研究木星極光。
朱諾號酬載系統圖。圖／網路天文台
朱諾號還帶了……
朱諾號上還搭載了三個小小的航太級鋁製樂高積木人偶，高僅 3.8 公分，分別代表天文學家伽利略（Galileo Galilei），及羅馬神話中的天神朱比特和天后朱諾。這是由美國航太總署和樂高積木集團合作的教育推廣計畫，希望激起孩童探索科學、技術、工程和數學的興趣。羅馬神話中的朱諾手持放大鏡，彰顯她審視事實的神性；朱比特手持閃電做成的箭，如同天神的權杖──這兩個人偶清楚表現了朱諾號的命名源由。至於第三個人偶伽利略，一手捧著木星，另一手拿著望遠鏡，是因他在望遠鏡發明後，利用望遠鏡觀察星空，對木星研究有眾多重要貢獻，其中包括1610年發現木星四個最大的衛星—木衛一埃歐（Io）、木衛二歐羅巴（Europa）、木衛三加尼米德（Ganymede）、木衛四卡利斯多（Callisto），因此後人稱這四顆衛星是伽利略衛星！
朱諾號上搭載的三個樂高人偶。圖／collectSPACE
在朱諾號上還有一塊銘板，記載著伽利略的自畫像，和他 1610 年時親手寫下的木星觀測紀錄，藉此紀念伽利略在木星研究上的貢獻。這塊銘板由義大利太空局（Italian Space Agency）提供，寬 7.1 公分、高 5.1 公分，由航空用鋁板製成，重約 6 公克。
朱諾號上的銘板，用以紀念伽利略的貢獻。圖／網路天文館
木星的起源與內部
現行的太陽系形成理論認為，原始太陽是由最初的一團巨大氣體雲逐漸向內收縮所形成。木星的組成與太陽類似，絕大部分是氫與氦，因此它必定是在早期形成，才能擷取與太陽類似的物質。然而科學家仍不清楚木星的形成機制，究竟是先有巨大的核心，才藉重力捕捉其他氣體，還是雲氣中不穩定的塌縮區觸發行星形成？
更重要的是，我們仍不清楚在行星形成過程中，冰質微行星（icy planetesimal）或小型原行星（proto-planet）的成分和扮演的角色，地球和其他類地行星也是從這些成分逐漸發展形成。冰質微行星可能為地球帶來水和碳化合物這類組成生命的基本物質。
與地球不同，木星龐大的質量讓它可以保有原始組成，讓我們有機會一窺太陽系的歷史。朱諾號將測量木星大氣中的水和氨的含量，並測定木星是否具有固態核心。此外，藉由測量木星的重力場和磁場，可呈現木星內部結構，推估核心質量。從這些測量或許可以直接解決木星起源、甚至是太陽系起源的問題。
木星大氣
木星表面色彩斑斕的區（zone）、帶（belt）或其他特徵究竟向下延伸得多深，是研究木星最重要的基本問題。朱諾號將首度測量木星雲頂下方大氣的全球性結構和運動，並測繪大氣層組成、溫度、雲系和運動模式的變化。
木星磁層
在木星大氣深處的強大壓力下，氫氣會被壓縮成流體的液態金屬氫，此時氫的行為就像是會導電的金屬，科學家相信這就是木星強烈磁場的來源。當帶電粒子進入木星大氣，會受強大磁場環境影響，產生太陽系中最亮的極光。由於朱諾號是以繞極方式環繞木星，因此可直接測量木星兩極的帶電粒子樣本以及磁場狀態，同時以紫外輻射波段觀察木星極光。這些研究調查將大幅增進我們對木星極光的瞭解，甚至應用到其他有強磁場環境的類似天體上，例如年輕恆星及其行星系統。
新疆界計畫（New Frontier）
美國航太總署的新疆界計畫以探測太陽系天體為目標，平均每三年執行一項任務，目前進行中的任務有三項：
- 新視野號（New Horizons）：2006 年 1 月 19 日發射的新視野號太空船，在 2015 年 7 月飛掠主要目標──矮行星冥王星，將在 2015 至 2020 年間造訪一至二個古柏帶（Kuiper Belt）天體。
- 朱諾號（Juno）：2011 年 8 月 5 日發射的朱諾號太空船，在 2016 年 7 月進入木星軌道，是首艘探訪外側行星的太陽能動力太空船。
- OSIRIS-Rex：在 2016 年 9 月發射 OSIRIS-REx 太空船，預訂在 2020 年前抵達目標－101955 號小行星 Bennu，除了探測之外，還將在小行星表面進行採樣，並在 2023 年返回地球。
2016 年 8 月出版的《臺北星空》第 73 期，將會推出朱諾號任務的專題報導，敬請期待！
資料來源：Mission Juno 、 NASA｜Juno:Mission to Juipter
2016.07.05, 胡佳伶 編譯
本文轉載自網路天文館。
The post 朱諾號成功入軌！ appeared first on PanSci 泛科學.