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果汁探测器“JUICE”眼中的木星长什么样

木星冰卫星探测器(Jupiter Icy Moons Explorer)拟定于2022年发射升空,将经历7年旅行,进入木星轨道进行木星卫星的探测。作为预备工作,探测器上搭载的导航

木星冰卫星探测器(Jupiter Icy Moons Explorer)拟定于2022年发射升空,将经历7年旅行,进入木星轨道进行木星卫星的探测。作为预备工作,探测器上搭载的导航相机NavCam(Navigation Camera)在地球拍摄了一张木星及其卫星的照片。本次任务中,该探测器将绕木星公转,并且多次飞掠木星的卫星,包括海洋世界欧罗巴(木卫二),卫星巨人盖尼米德(木卫三),卡利斯托(木卫四),于2034年燃料耗尽后进入预设轨道撞向木卫三。

先前两颗木星探测器均由NASA发射,第一个是1989年发射的伽利略号,和常规的发射不同,伽利略号由“亚特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道,利用两次掠过金星和地球的引力弹弓效应加速后,历时六年进入绕木星轨道,工作八年传回诸多宝贵数据后,伽利略号于2003年9月撞向木星;其次是美国著名武器供应商洛克希德为NASA建造的朱诺号木星探测器,该探测器耗时五年抵达木星轨道,它的预期成果有助于揭示木星的内部结构和太阳系内巨行星的形成理论。

该探测器上载有一套功能强大的科学仪器用来深入剖析木星、其周围环境及其卫星,其配备的导航相机NavCam是用于测量自身掠过行星卫星时所处位置及速度的关键器件。

NavCam设计时考虑到了使用时附近恶劣的电磁辐射环境,从而能有效地获取木星及其卫星和背景恒星的图像。NavCam的精确测量也有助于计算出最省燃料的探测器运行轨道、与卫星200-400公里处密近交汇时提高探测器的指向精度,以便其他仪器获取更好的探测效果。

今年六月,工程师团队将NavCam带上了图卢兹的空客防务与空间公司的屋顶,以在真实的天空环境中测量其工程模块性能,包括硬件软件的交互以及空间飞行中获取和处理图像的导航软件。

除了观测月球及其他天体外,工程师们还将摄像头对准了木星,分别使用了其成像模式和星体中心模式测试NavCam的功能参数,通过参数微调,可以使该相机图像处理的性能达到精确姿态控制和导航的级别。



空客防务与空间公司专家Gregory Jonniaux致力于以成像方式进行精确导航,他说到:“不出所料,为了捕捉背景恒星而长时曝光的照片中,6.4亿公里以外的木星卫星只占到一到两个像素,木星图像已经饱和,对于在探测器上的自动控制器件,这些图片非常利于细微调节并改善功能参数设置”。

探测器飞行掠过卫星期间,NavCam可以拍摄到更多有关这些卫星表面特征的细节,在另一个测试中,科学家模拟了近距交汇时相机成像。

欧航局的导航及控制理论专家Daniele Gherardi说:“这些模拟成像让我们对NavCam的工作满怀期待,这台高分辨率的相机将让人类更好地了解这些神秘卫星的细节”。
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