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当伽利略探测器访问金星、地球和木星时,NASA看到了什么

早在1989年10月,美国国家航空航天局发射了一艘以著名天文学家伽利略命名的宇宙飞船,开始了一项长达14年的任务:将用一种前所未有的方式探索太阳系中最大的行星——木星。这项任务涉及到超过800个来自不同国家的科研人员以及创造了多项第一:第一艘绕带外行星飞行的宇宙飞船,第一个在带外行星大气层内部署探测器以及第一次如此近距离地观测小行星。

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伽利略号的木星之旅始于它从亚特兰蒂斯号的货舱中释放,这是一艘正处于绕地飞行轨道上的航天飞机。由于伽利略号没有携带足够的燃料让它直接前往这颗巨大的气态行星,它被设计了一条巧妙的飞行轨道:用一种称为重力辅助运动的技术让它快速掠过金星一次和地球两次,以提高它的速度并推动它向外进入太阳系。

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1990年2月,伽利略号抵达了我们神秘的邻居金星,这为伽利略号提供了第一次正确测试和校准其科学仪器的机会。当经过这颗地狱般的行星时,伽利略号研究了金星的大气厚度,并发回了其有毒的大气层的迷人影像。这张黑暗的近乎怪异的图像揭示了金星的大气厚度在灼热的星球表面盘旋的情况。在飞离距金星最近的位置5天后,伽利略号通过紫外线滤光片拍摄了这张照片,并用蓝色来增强对比度,以便让我们可以更详细地看到大气层的结构。

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在获得金星的助推后,伽利略号继续它飞向地球的旅程,在那里它将完成两次重力辅助飞行。第一次发生在1990年12月,在此期间,伽利略捕号捉到了这张壮丽的真彩色地球图片,当时它在距离地球约150万英里之外,即240万公里之外。可以看到非洲大陆从我们宏伟的地球中心一直向上延伸,阳光照耀下的南极洲大陆静静地坐落在地球底部。

目光所及之处,正在略微旋转的云层笼罩在地球的上方。地球的近距离图像也被捕捉到,比如白天下鸟瞰美丽的南极洲大陆和此时处于黑夜中的另一侧。也可以看到环绕在地球表面的蓝色的大气层,提醒着我们的存在是多么脆弱。

伽利略号飞掠地球后,沿着一条不断向外的轨道运行,并于1991年10月掠过了小行星带(位于火星和木星之间的一片巨大的区域)的边缘。

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伽利略号在浩瀚的宇宙里创造了拍摄成功有史以来第一张小行星特写图像的历史。这颗小行星被命名为Gaspra,长约11英里,即长18公里,它的表面带有很多严重得坑洼,有可能是一颗年轻的行星。

从图像的右侧照射的太阳光可以清晰的呈现出小行星表面的特征,光影投射到了小行星表面伤痕累累的陨石坑中。但是这里似乎是缺乏更大陨石坑的,科学家们认为,Gaspra曾经是一个很大的行星的一部分,但它在一次撞击事件中与主体分开了。

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经过Gaspra后,伽利略号向内摆动,准备与地球的下一次相遇。并且在1992年12月成功完成了第二次飞越,最后一次提高了速度,而且永远告别了它的母星。现在,伽利略号终于积累到足够的速度去开始前往外太阳系的漫长旅程,在那里它将开展它的主要任务。

但在它到达木星之前,它将首先邂逅另一个行星。在1993年8月有一个小小的惊喜,宇宙飞船经过了第二颗小行星。这颗名为Ida的小行星是第一颗被发现拥有自己的卫星的小行星,后来被命名为Dactyl。这颗巨大的小行星长约35英里即长58公里,而它的卫星只有1英里宽即1.6公里。

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Dactyl的起源尚不确定,但科学家认为它可能是一个更大的星体的碎片,这个星体在过去某个时候分裂开来,Dactyl由此形成。在经过Dactyl之后,伽利略号继续长途跋涉,最终离开了小行星带,进入了旅程的最后阶段。从这里开始,宇宙飞船没有更多的计划邂逅在到达气体巨人之前,但它从远处捕捉到了历史性的时刻。

1994年7月,宇宙飞船完全可以观看21个彗星的碎片,shoemakerLevy 9彗星与木星相撞。伽利略号可以直接观察到撞击并发回了令人惊叹的图像资料。

这四帧画面是在彗星碰撞木星的那一刻捕获到的,其中最大的撞击威力,相当于3亿枚原子弹的能量。自发射以来,伽利略号访问了金星,被地球摆动两次,遇到了两颗独立的小行星,并在彗星与木星的对决中获得了前排位置。

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经过6年长达23亿英里(37亿公里)的旅程,伽利略终于抵达了木星。在旅程中,伽利略还携带了一个小型大气探测器,探测器于1995年7月航天器进入最后进近航线时被释放。这个探测器独自飞入木星的大气层,划过云层下降95英里,约合153公里,持续了58分钟之后汽化。虽然探测器没有配备相机,但是它首次收集了木星当地天气的直接数据。

它记录的风速高达每小时450英里,即每小时724公里,并且检测到了远处巨大的雷暴,这种雷暴比在地球上观察到的大许多倍。伽利略于1995年12月成功进入环绕木星的轨道,意味着其首要任务的开始。在接下来的八年里,它绕着这颗气体巨行星运行,捕捉到了数千张难以置信的迷人大气层的图像,包括著名的大红斑风暴。轨道的设计还使航天器可以完成以壮观的冰冷星球木卫二欧罗巴,木星最大卫星,为起点的近距离飞越。

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像这副壮丽的图片,向我们展示了木卫二的全面盛景,炫耀了它迷人的表面特征。这些照片同样展示了一个地质多样的世界,覆盖着长长的线性裂缝和山脊,在冰冷的星球表明纵横交错。伽利略还发现了一个隐藏在地下液态海洋的地壳。靠近观察,还发现了一些迷人的东西,比如这些红色浅坑,名为Lenticulae,拉丁语中意为雀斑。这些不寻常的洞被认为是更暖的冰从木卫二的冰壳底部向上移动时,像寒冷的熔岩灯一样搅动造成的,当然,这也为隐藏的温暖海洋提供了进一步的证据。

科学家们发现,木卫二冰冻表面上纵横交错的线性山脊和带状物,很有可能是木星与卫星之间强大的拉伸和拖拽引力造成的,这一作用力反复地打开和关闭山脊,从而导致了这些惊人的巨大裂缝。木卫二之后,1997年9月,在伽利略绕这个气体巨行星的第10圈,观测到了奇特的木卫一,伊奥。伊奥表面环境非常可怕,且活跃。

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正如我们能从这张惊人彩图中可以看到的,伊奥是太阳系中火山最多的星球。你能看到形状不规则的山脉、形成广阔高原的层状物质和从巨坑中喷出的熔岩流,所有这些都散布在明亮的富含硫磺的星球表面。 这张图片是一个火山口的特写,各种美丽的色彩交织其中,这个火山口被命名为图潘火山口,以巴西神话中的雷神命名。可以分辨出,图中的黑色物质为冷却的熔岩,而据推测,黄色部分为含硫化合物的混合物,红色部分可能是硫磺气体,这些气体飘出火山口后冷凝起来,覆盖在地面上。这些物质四周环绕着3000英尺高(900米)的悬崖。

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这张图片捕捉到了一座正在喷发 的活火山,热熔岩喷发而出,装点了木卫一绚丽的表面。木卫一上火山活动活跃,原因在于,木星本身具有强大引力,加之其大卫星欧罗巴(木卫二)、盖尼米德(木卫三)和卡利斯托(木卫四)也具有强大引力。由于各种引力进行拉锯战,木卫一不断被拉扯变形,导致其内部升温,喷发出五彩缤纷的物质,这一画面在多年前为伽利略号探测器所捕获。在探测器围绕木星运行的八年时间里,它拍摄了包括加尼美德和卡利斯托在内的数百张木星最大卫星的迷人图像。

盖尼米德是太阳系最大的卫星,它冰冷的表面上布满了明亮的新陨石坑和较暗的旧陨石坑,冰冻的表面上布满了形状奇特的沟槽和山脊 。科学家们认为,盖尼米德与欧罗巴十分相似,在其坚硬的冰壳下面,还存在一个海洋层,可能比地球上的水更多。卡利斯托是木星的第二大卫星,如图所示,它是太阳系中撞击坑最多的天体。卡利斯托是一个黑暗、冰冷的世界,极易看出,其在漫长的时间里饱受摧残,尽管有一些证据表明,卡利斯托像它的邻居一样,在它冰冻的表面下可能隐藏着一个液态水构成的地下海洋。

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伽利略号探测器完成了对木星的34次绕行,同时捕捉到了木星云层、星环以及各大卫星的数千张令人惊叹的图像。自1989年10月发射以来,它一共旅行 了28亿英里,即46亿公里。在探索太空的14年里,伽利略号探测器取得多项“第一”和多项发现。但正如生活中所有事情终有结局一样,伽利略号的探测任务也不得不结束。2003年9月,伽利略号探测器根据指令,主动 坠入木星的大气层。科学家们 永远地摧毁了它,避免该探测器在木星的大卫星之上造成任何污染。伽利略号探测器完成了有史以来最成功的任务之一,它揭开了太阳系最大行星的面纱,展示了该行星惊人的细节,为地球上雄心勃勃的人们铺就通往未来的垫脚石。

by:寻屿,手可摘星辰, 庇特朱,老八

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