既然人类没有到过木星内部，又怎么断言木星没有陆地的呢？

作者 / 宇宙边界

NASA 曾向木星发射了一颗探测器，原计划 2018 年就应该坠毁，实际上快 10 年过去了，直到现在还在飞，难道是科学家算错了时间？

要知道，木星是一颗 318 倍地球质量的气态巨行星，那里拥有太阳系最强大的风暴气旋，以及能击穿电路的辐射。

但就在这个死亡禁区的边缘，朱诺号探测器穿着 180 公斤的钛合金铠甲，背着三根 9 米长的太阳能板，带着一台只有 200 万像素的 CCD 相机来到了这里。

它不仅拍下了震撼的木星极地照片，更看清了木星内部隐藏的秘密。

今天我们就来聊聊朱诺号的故事。

时间回到 2011 年，作为 NASA " 新边界计划 " 的第二颗探测器，它背负着剥开木星浓厚大气的重任。

但当时美国正遭遇核燃料断供危机，这导致朱诺号无法像旅行者号、卡西尼号、新视野号那样，携带钚 -238 核电池，而是搭载了三块太阳能板提供电力。

木星到太阳的距离大约是地球的 5 倍，阳光强度按照平方反比衰减到了二十五分之一，再加上辐射的影响，所以朱诺号实际接收到的阳光强度仅有地球 4% 左右 。

工程师不得不通过增加面积，让三根太阳能板展开后足足有 70 平方米，如果在地球轨道，它们能提供 14 千瓦的强大电力，但在木星，却只能勉强维持在 420 瓦左右。

它以每分钟 2 圈的速度旋转，这样能够让探测器均匀的受热和接受辐射，不停旋转产生的角动量，还能让它像陀螺一样稳稳的指着预定方向，不需要复杂的姿态控制发动机频繁校准。

2011 年 8 月，阿特拉斯 5 号火箭将其送入深空。由于推力不足以直奔木星，它采取了一个绕远的路线：先从飞向火星轨道之外，利用的太阳引力再折返，白嫖地球的引力加速。

2013 年 10 月，它在距离地球仅 500 公里的高度掠过，利用地球完成了一次完美的 " 引力弹弓 "，日心速度提升了 7.3 公里每秒，达到了 42.3 公里每秒。

NASA 这次为了送别它，提前号召全球的无线电爱好者，用摩尔斯电码对着它打招呼。朱诺号上带有一个名为无线电与等离子体波探测器的仪器。

它的本职工作是去听木星的磁场咆哮，但在那一刻，它听到了家乡传来的无线电信号。于是，它在加速远离地球的一瞬间，调转镜头拍下了几张地球的照片。那是它最后一次感知到母星的温暖，而这一别，便是永恒。

在进入木星的引力场之前，朱诺号必须先穿上最厚的铠甲。众所周知，由于木星内部液态金属氢的高速自转，让它拥有了太阳系最强大的磁场，其范围比地球磁场大上万倍。

但光有磁场本身并不直接伤害探测器。木星附近环境之所以被称为‘地狱’，主要是因为木卫一。木卫一表面的火山每秒钟向太空喷出约一吨的二氧化硫，这些分子会被太阳紫外线和高能粒子剥离电子，变成带电的硫离子和氧离子。

一旦带了电它们就会被磁场牢牢捕获，并瞬间加速到接近光速，最终形成一个包裹整个木星的高能粒子辐射带。

它们不再是普通的射线，是带有质量和动能的微观实体炮弹，能够轻易穿透普通的金属外壳，瞬间击穿半导体芯片。

为了对抗这种超强辐射，工程师为朱诺号打造了一个重达 180 公斤的钛合金保险箱。这个 1 厘米厚的外壳包裹着核心电脑，让它能承受超过 2000 万 rads 的辐射，相当于做了几亿次 X 光胸透。

但在这些顶级仪器的保险箱外面，却放着一台显得有些 " 格格不入 " 的设备：朱诺相机。这台只有 200 万像素的 CCD 相机，甚至不属于 " 科学载荷 "。

它被定义为一台 " 公众推广相机 "。NASA 的初衷很简单：既然花了 11 亿美元，总得带个相机拍点彩色照片，给纳税人一个交代。

它采用硬核的 " 推扫式成像 " 技术，利用探测器旋转扫描出一条条像素带，再拼接成完整照片。没想到，正是这台原本被科学家 " 瞧不上 " 的相机，最终拍下了震撼世界的，梵高油画般的木星极地特写。

二零一六年 7 月 4 日，就在美国人欢度国庆时，朱诺号终于抵达木星，但也迎来了最惊心动魄的时刻。它以每秒 58 公里的极速切入木星引力场，为了不被木星直接甩回深空，它必须执行一次完美的 " 点火刹车 "。

由于当时木星距离地球约 8.69 亿公里，无线电信号单程传输就需要 48 分 19 秒。地球上的工程师根本无法实时干预。

整场入轨动作完全交给预设好的自主程序。在那个决定命运的夜晚，NASA 控制中心收到的信号其实都是 48 分钟前发生的 " 旧闻 "。当屏幕控制中心显示点火开始时，朱诺号早已在 48 分钟前完成了一切。

在这 35 分钟的点火中，朱诺号为了对抗主发动机的剧烈震动，将自转速度从每分钟 2 圈提升到了 5 圈。最终，它成功减速被木星捕获，进入了一个极其特殊的 " 大椭圆极轨轨道 "。

这个轨道的设计堪称神来之笔。朱诺号并不是在木星赤道绕圈，而是由北极向南穿过。最远会飞到距离木星 810 万公里的太空，那里环境相对安全。所以每隔 53 天，它才会冲向木星一次。

在经过最近的 " 近木点 " 时，朱诺号距离木星云顶仅有 4200 公里。这种极其扁平的轨道，既能让探测器快速穿过最致命的辐射带，又能保证大部分时间停留在阳光充足的远木点，避免电池因长时间阴影而耗尽。

然而，就在任务进入高潮时，意外发生了：主发动机的氦气止回阀出现了异常故障。工程师担心再次点火可能导致爆炸，只好放弃把周期缩短为 14 天的方案，朱诺号只能永远停留在那个 53 天一圈的长轨道上。

当时所有人都陷入了绝望，认为获取数据的效率会大打折扣，原本计划两年的任务可能要泡汤了。可到了 2018 年 2 月，本该是为朱诺号举办葬礼，可工程师发现它依然活蹦乱跳。

这时大家才意识到，那场两年前的发动机故障，竟然成了它的救命稻草。正是因为被迫留在了长轨道，朱诺号绝大部分时间都待在远离辐射带的安全区。

随后的这些年里，朱诺号彻底颠覆了我们的认知。

通过重力场测量，它发现木星云层之下根本没有坚硬的固体核心，那个岩石和冰组成的核早已溶解，变成了一摊像浆糊一样、没有明显边界的 " 弥散内核 "。

大气环流从表面延伸到了 3000 公里深度，而在更深的 1 万公里深度以下，拥有约 4 万公里厚度的液态金属氢，那里几百万倍的大气压让电子自由流动，驱动着木星恐怖的磁场。

此外，朱诺号利用磁力计还捕捉到了一个不可见的电磁特征：在赤道附近，存在一个磁场异常集中的区域，科学家将其命名为 " 大蓝斑 "。

这一发现证明，木星内部的磁场生成机制远比地球复杂。除了内部结构，朱诺号第一次让人类看清了木星极地的震撼场景。

在那里，风暴并不是成带状排列，而是以极其对称的形式存在：北极有 8 个气旋围绕着中心气旋，形成了一个稳定的八边形阵列。

而著名的 " 木星之眼 " 大红斑，也被测出深度竟达 300 至 500 公里，这几乎是地球最强飓风的几十倍。

这说明木星并不是温和的气态行星，而是一个内部不断溶解、大气中下着 " 氨水冰雹 " 的炼狱。甚至，朱诺号还纠正了一个长达 20 年的误解。

它通过微波分析证实，木星赤道地区大气中含有结合水，彻底解决了伽利略号探测器留下的 " 木星干旱之谜 "。

到了 2021 年，朱诺号原本的设计寿命再次面临结束，但它依然在坚持。由于长期暴露在辐射带中，钛合金保险箱外那台相机拍摄的照片里，开始出现大面积的彩色条纹和雪花噪点。

2023 年年初，工程师在距离地球 6 亿公里的地方，向朱诺号下达了远程指令。利用相机内部微弱的电加热器提高传感温度，为这颗 200 万像素的 CCD 传感器，进行了一次 " 退火修复 "。通过加热，那些被高能粒子撞乱的硅晶格重新排列，相机重获新生。

随后飞掠木卫一时，它清晰拍摄到了 200 公里高的火山喷发羽流。它就像一位倔强的孤勇者，在生命最后的时间里，依然试图为人类看清更多的真相。

很多人其实并不理解，NASA 为什么要给这颗探测器起名 " 朱诺 "。

在罗马神话中，众神之王朱庇特经常背着妻子去搞 " 秘密活动 "。为了不让别人发现，他给自己披上了一层厚厚的云雾外衣，让外人永远无法看透。而他的妻子朱诺，是唯一一个能够看穿云雾、洞察真相的人。

朱庇特（Jupiter）恰好对应了木星那层厚达数千公里、波诡云谲的大气层，在朱诺号之前，人类对云层下的世界几乎一无所知。

朱诺号 ( Juno ) 则是那个带着使命前往木星的女神，她的任务就是利用各种高科技探测器，就像女神的目光一样，彻底拨开厚厚的云层，看清里面隐藏的真相。

现在的朱诺号已经步入暮年。2026 年的今天，它的电池正在缓慢衰减。按照计划，当它耗尽最后一滴燃料，它将执行最后最终使命：主动冲向木星厚重的大气层，化为灰烬。

NASA 如此绝情的理由很简单：为了保护木卫二可能存在生命的冰下海洋，我们必须确保这个带有地球微生物残留的探测器，绝对不会意外坠落在那里。

来源：知乎日报