宇航员会造访像木星这样的气体巨星吗?

2020-07-10 02:56:38

每周,我们太空通讯的读者,包括气闸,都会发送他们的问题,让太空记者尼尔·V·帕特尔(Neel V.Patel)回答。本周:我们能去木星吗?

一旦我们穿过小行星带,假设人类有机会探索任何气体巨星,比如木星,真正靠近它的大气层,这现实吗?那会是什么样子呢?-莎拉。

木星和其他气体巨星一样,没有岩石表面,但这并不意味着它只是漂浮在太空真空中的巨大云层。它主要由氦和氢组成,当你从大气层的外层向更深的部分移动时,气体会变得更稠密,压力也会变得更加极端。气温迅速上升。1995年,美国国家航空航天局(NASA)的伽利略任务向木星大气层发射了一个探测器;它在大约75英里深的地方解体。这里的压力是地球上任何东西的100多倍。在13000英里深的木星最内层,压力是地球海平面的200万倍,温度比太阳表面还要热。

所以很明显,没有人能够冒险深入木星深处太远。但是,简单地绕地球运行会安全吗?也许我们可以建立一个轨道空间站,对吗?

当涉及到木星时,还有另一个大问题:辐射。太阳系中最大的行星也拥有最强大的磁层。这些磁场给附近的粒子充电,将它们加速到极高的速度,可以在瞬间烧毁航天器的电子设备。航天工程师必须找出一种轨道和航天器设计,以减少对这种辐射的暴露。美国国家航空航天局(NASA)用三重排列、永久旋转的朱诺(Juno)航天器解决了这一问题,但看起来这对人类航天器来说不是一个可行的设计。

相反,为了让载人航天器安全地绕木星运行或飞越木星,它必须与木星保持相当大的距离。

并不是太阳系中的每一个气体巨星都是这样的,但它们也都伴随着各种其他问题,这些问题会使人类很难近距离访问。例如,海王星的风力是太阳系中最强的,风速高达每小时1100英里。海王星和天王星都是“冰巨星”,它们含有比氦和氢更重的元素和化合物,比如甲烷和氨。这些密度更高的材料可能会使航天器更难坠入这些大气层,因为航天器会更早受损。土星自己的磁层比木星的磁层小,但仍然比地球的磁层强578倍,所以辐射仍然是一个需要解决的巨大问题。

目前,在我们找出如何使用能够保护人类宇航员免受所有这些元素影响的材料建造航天器之前,任何对气体巨星的近距离探索都必须通过机器人航天器进行。