我們的航天器如果想探索木星內部,會面臨哪些挑戰?
木星是太陽系最大的行星,充滿了神秘與危機。對於了解太陽系的演化、運行規律等方面來說,木星的研究價值極大。因此,人們對於木星的好奇之心從來沒有停止。
可是,木星又是如此地強大,以至於很多屬性都讓我們敬而遠之。想要探索木星,對於人類來說,還是一件非常困難的事情。目前,除了朱諾號探測器之外,只有極少數幾個飛往太陽系邊緣的航天器曾經掠過木星,再無其他探測器對木星進行過研究。
那麼,探索木星的難度究竟在哪呢?如果想要探索木星甚至是它的內部,我們需要解決哪些難題呢?
首先,我們需要解決的第一個問題,就是木星的磁場。木星不僅是太陽系體積最大的天體,它的磁場在所有行星中也是最強的。木星的磁場不僅強,而且範圍廣,這就會給我們的探測器帶來很多的電磁干擾。擾亂信號還是輕的,最讓人頭疼的是會讓很多設備失靈、故障,減少探測器的壽命。
因此,即使是現在的朱諾號探測器,也不敢太過於接近木星。若不是NASA的精心保護,朱諾號恐怕早就被木星的磁場給搞報廢了。
另外,磁場不是木星唯一阻礙我們探索的特性。
如果還想要看清木星的真面目,首先要掃除木星表面風暴的障礙。在木星表面,我們可以看到無數的條紋,其實這些都是木星表面恐怖的風暴。
據描述,木星表面的風速可以達到每秒130-150米。這是個什麼概念呢?要知道,即使是地球上最恐怖的颶風,也只有每秒30多米,是這個風速的1/4!
同時,木星本身就是氣體巨星,因此,它的大部分結構都是氣體結構。我們所謂的木星表面,其實沒有一個準確的定義。如果按照固體表面來算,那麼和整個木星相比,這個固體內核要小得多,我們要深入木星很遠的距離才能觸及。如果按照氣體表面說的話,我們看到的就是木星的表面。同時,也有一些科學文獻將大氣壓力為1巴之處做為高度為0的木星"表面" 。
總之,想要探索木星的內部,如何穿透木星厚厚的大氣層,就是一個嚴重的問題。
如果穿過了木星的大氣層,還有一個更艱難的問題考驗著我們:探測器如何穿透木星的「海洋」。
在木星的內部,由於壓力過大,氫和氦都被壓成了液體,形成了特殊的海洋。在這裡,溫度非常高,壓力非常大,對於探測器是一個巨大的考驗。
當然了,和木星的固體內核相比,這片海洋也算不得什麼。
同樣的原因,在巨大的壓力之下,木星的結構在最內部已經被壓成了固體。和上層的海洋相比,這裡的溫度更高,可以達到36000℃,壓力也更加恐怖,據推測有3000-4500GPa。
木星的恐怖環境,讓我們目前來說無法進行實地考察,只能遠遠地觀望。想要發展出能夠深入了解木星的探測器,對於人類來說還是一件比較遙遠的事情。人類何時能夠揭開太陽系老大哥的真實面目,讓我們拭目以待吧。
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