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人類的探測器為何不登陸木星?不是不愿意,而是真的登陸不了
2024/03/04

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我們知道,木星是一顆氣態巨行星,按照字面意思來理解,這顆行星應該就是一顆由氣體構成的行星,所以如果有人問起,人類的探測器為何不登陸木星?一個常見的說法就是,像木星這樣的氣態巨行星并沒有固態結構,所以就登陸不了。

然而氣態巨行星其實并不是指「全部由氣體構成的行星」,而是指「不以巖石或者其他類型的固態為主要成分、沒有確定的固態表面的行星」,所以這方面來講,氣態巨行星的內部也是允許擁有固態結構的。那木星內部到底有沒有固態結構呢?其實這是可以探測得到的。

例如我們可以讓探測器在飛越木星時持續地發射無線電信號,在此過程中,探測器發出的無線電信號會因為受到木星引力的影響而出現微弱的多普勒頻移,如此一來,我們就只需要大量對比探測器的理論軌道與實際情況的差異,就能據此構建出木星的重力場模型,進而推測出木星內部的質量分布。

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根據已知的探測數據,木星內部應該存在一個巖石質的固態內核,其質量約為地球的12倍至45倍。所以我們或許可以這樣想:假如給探測器裝上一個降落傘,讓它慢悠悠地向木星深處飄落,當它降落到這個固態內核的表面時,就可以算是在木星上登陸了。

不得不說,這種想法還是有點合理的,畢竟只要降落到固態結構上,就可以算是「登陸」了。那人類為什麼不愿意這樣做呢?其實不是不愿意,而是真的登陸不了。實際上,在過去的日子里,還真的有一個人類的探測器通過這樣方法去探測木星的內部。

這個探測器就是「伽利略號」木星探測器,它攜帶了一個名為「大氣探測器」的子探測器,其目的正是進入到木星深處,去獲取那里的實地探測數據。

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「伽利略號」發射于1989年,并于1995年抵達木星,它攜帶的「大氣探測器」于當年的12月成功分離,隨后一頭扎進了木星的大氣層。由于木星引力的加速作用,「大氣探測器」的速度最高達到了48公里/秒,如此快的速度,使得它與木星的大氣發生了劇烈的相互作用,并因此受到高溫的炙烤。

不過在隔熱裝置的保護下,「大氣探測器」并沒有被燒毀,在接下來的時間里,它利用木星大氣形成的阻力不斷地為自己減速,當速度降低到一定程度時,它打開了自己的降落傘,進而緩緩地向木星深處飄落。

可以看到,「大氣探測器」的動作與前面我們提到的想法是一致的,那這個探測器最終降落到木星固態內核的表面,進而實現了在木星上登陸了嗎?答案是否定的。

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實際上,當它在木星大氣層中下降了大約160公里的時候,其信號就永遠地消失了。

為什麼會這樣呢?原因很簡單,那就是隨著深度的增加,木星內部的壓力和溫度也會不斷提升,當「大氣探測器」下降了大約160公里的時候,其受到的壓力已經相當于大約23個標準大氣壓,溫度也達到了153℃左右,在這樣的環境中,它的信號發送裝置就已經無法工作了。

需要知道的是,木星的平均半徑大約有69911公里,與之相比,160公里根本就不算什麼,而隨著深度的增加,木星內部的壓力和溫度也將逐漸變得離譜。

在不斷增加的壓力下,連氫也被壓成液態,而隨著壓力的進一步增加,甚至還會將氫原子的電子擠壓出來,而在這種狀態下的氫,就具備了像金屬那樣具有良好的導電性能,因此也被稱為「金屬氫」。

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根據科學家構建的木星理論模型,木星最外層是氣態的物質,下一層則主要是液態氫,再往下則是「金屬氫」,最后才是木星的固態內核。

僅僅是在「金屬氫」這一層,其壓力就有大約200萬個標準大氣壓,溫度也有上萬攝氏度,而在木星固態內核的邊界,其壓力則高達大約3000萬個標準大氣壓,溫度則可達到大約3萬攝氏度。

顯而易見的是,以我們人類目前的科技來講,想要制造出能夠承受如此的溫度和壓力的探測器,根本就不可能。所以我們不難想象,隨著深度的不斷增加,用不了多久,探測器就會因為高溫高壓而分崩離析,并最終成為木星的一部分,而這也正是「大氣探測器」的遭遇。

總而言之,對于「探測器登陸木星」這種事情,人類并不是不愿意,而是真的登陸不了,或許在遙遠的未來,當人類的科技發展到足夠高的時候,人類才可能將其變成現實。

嚴禁無授權轉載,違者將面臨法律追究。

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