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朱诺将入轨木星:飞行5年之久的朱诺探测器到底是啥?(2)

http://www.it09.cn 时间:2016-07-11 10:34来源:IT09数码网

  朱诺飞船上安装的一台Leros-1b主发动机是一台645牛顿双推进剂引擎,使用联氨-四氧化二氮推进剂。其发动机喷口被固定在探测器后部,主要作用是较大的轨道调整和减速制动等。

  除了主发动机之外,探测器上还安装了12台推力较小的调姿发动机,它们的存在让飞船在三维空间进行姿态调整成为可能,同时它们也会被用于进行较小的轨道调整。

  3)命令与数据处理

  朱诺探测器的命令与数据处理系统采用一台RAD750型飞行处理器,自带256M闪存及128MDRAM本地存储。

  4)电子保护舱

  为了保护敏感的电子设备,朱诺飞船首次采用了辐射防护电子舱,这一设计未来对于同样前往高强度辐射环境执行任务的探测项目具有参考价值。这个采用钛金属制成的防辐射电子舱大小和一辆SUV型轿车后部的行李箱相当,其防护层厚度超过1厘米。飞船的指令与数据系统(相当于探测器的大脑)、电力与数据分发系统(相当于心脏)以及大约20套其他电子设备就被安装在其中,整个电子舱的重量超过200公斤。

  5)太阳能发电

  木星距离太阳比地球远5倍,因此在木星附近接收到的太阳能功率大约仅有地球附近的1/25。朱诺将是首个在如此遥远的距离上使用太阳能为动力的飞船,因此朱诺飞船的太阳能帆板面积必须尽可能的大,以便产生足够多的电力。

  朱诺之所以敢于采用这样大胆的方案,得益于在过去20年间太阳能晶片在发电效率上超过50%的提升。另外,根据设计,朱诺飞船的能耗功率本身也是非常低的,这是一艘能源效率很高的飞船。

  朱诺飞船的3根太阳能帆板从其六边形的本体伸出,使展开太阳能帆板后的飞船宽度超过20米。这些太阳能帆板在太空展开后,一直到任务结束,除了在飞掠地球期间的数分钟时间内,都将一直保持正对太阳的方向。当然,和其他飞船一样,为了能够放进火箭整流罩内,在发射时,太阳能帆板都是处于折叠状态的。

  三、朱诺飞船的科学载荷

  朱诺飞船携带的载荷中包括29台感受器,它们将数据传输给9台载荷。其中的8台科学载荷——包括MAG,MWRz,重力科学,WAVES,JEDI,JADE,UVS以及JIRAM设备被归为科学载荷;最后一个JunoCam相机则主要是一台用于教育和公众宣传目的的载荷。

  由于朱诺采用的是大椭圆轨道,在其运行时有时候会距离木星很远,有时候则会很近,因此绝大部分的科学探测任务将在轨道上最接近木星的大约3个小时内进行,当然在轨道上其他位置时也会进行校准、一些远距离观测以及磁场探测等科学探测工作。

  1)Gravity Science——重力科学载荷

  重力科学载荷将赋予朱诺探测器对木星引力场的探测能力,据此我们将探查木星的内部结构。

  朱诺探测器上安装的两台发射机应答器分别在X波段和Ka波段工作,它们能够接收来自地球上美国宇航局深空网(DSN)系统向飞船发送的信号并立即向地球返回一个对应信号。这些回传信号在抵达地球时,地面科学家们将对信号频率进行分析,由于木星引力场的局部性差异,这些信号将显示轻微的频率变化,这种变化反应了木星内部结构的差异。Ka波段应答器设备由意大利航天局提供。

  2)Magnetometer:磁强计

  磁强计将让朱诺飞船能够绘制木星磁场的详细三维立体结构图。

  朱诺飞船搭载的磁强计是一类磁通门探测器,其可以对木星磁场的强度和磁感线方向进行探测。该系统中自带的“先进恒星导航仪”将为系统提供磁强计自身方位朝向的信息。和其他探测器一样,朱诺飞船的磁强计设备被安装在三根伸出的太阳能帆板中的一根的顶部,以便尽可能地远离飞船本体。这样做主要是为了避免飞船自身其他设备工作时产生的磁场干扰磁强计对木星磁场信号的测量。

  另外,为了进一步修正飞船自身设备对木星磁场信号测量可能产生的干扰,朱诺安装了两台磁强计,一台距离飞船本体大约10米,另一台则距离大约12米,通过对这两台设备获得数据的对比,科学家们能够准确剔除掉来自飞船设备的干扰信号。朱诺的磁强计设备由美国宇航局戈达德空间飞行中心设计和制造,而“先进恒星导航仪”设备则由丹麦技术大学设计和制造。

  3)MWR——微波辐射计

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