被寄予厚望的“伽利略號(hào)”:科學(xué)家們“逢山開(kāi)路 遇水架橋” 讓飛船成功地完成了自己的使命

來(lái)源:科普中國(guó)-科普融合創(chuàng)作與傳播 | 時(shí)間:2020-07-21 16:04:24

人類(lèi)的航天史是一部歷史長(zhǎng)篇,其中不乏感人至深的偉大奇跡,也有慘痛而壯烈的失敗和事故。有一些航天項(xiàng)目從始至終順風(fēng)順?biāo)?,順利地完成了既定的目?biāo)。有一些剛發(fā)射就出現(xiàn)了致命的故障,項(xiàng)目也被迫終止了,留下了很多遺憾。和上面的情況不同,“伽利略號(hào)”號(hào)飛船從立項(xiàng)開(kāi)始就磕磕絆絆,發(fā)射之后還出現(xiàn)了各種問(wèn)題,真可謂命運(yùn)多舛。雖然各種艱難險(xiǎn)阻,科學(xué)家們“逢山開(kāi)路,遇水架橋”,解決了一個(gè)又一個(gè)的問(wèn)題,讓這個(gè)飛船成功地完成了自己的使命。

被寄予厚望的“伽利略號(hào)”

“伽利略號(hào)”是美國(guó)宇航局的一個(gè)木星探測(cè)飛船。和之前其他探測(cè)飛船(比如旅行者號(hào))不同,它不是簡(jiǎn)單地飛掠過(guò)木星,而是要進(jìn)入環(huán)繞木星的軌道,對(duì)木星和它的衛(wèi)星們進(jìn)行長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)。

“伽利略號(hào)”的名字來(lái)源于著名的意大利天文學(xué)家和物理學(xué)家伽利略,16世紀(jì)伽利略第一次把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空,發(fā)現(xiàn)了很多星空中的奧秘,比如木星的衛(wèi)星,為糾正當(dāng)時(shí)錯(cuò)誤的世界觀(guān)提供了有力支持。可以毫不夸張地說(shuō),伽利略天文觀(guān)測(cè)取得的新發(fā)現(xiàn)是人類(lèi)進(jìn)步的基石。飛船以伽利略的名字命名,說(shuō)明科學(xué)家們對(duì)它寄予厚望。

著名物理學(xué)家伽利略(圖片來(lái)源:維基百科)

從外形上看,伽利略號(hào)飛船和其他幾個(gè)深空的探測(cè)器非常相似,都是由一個(gè)大鍋狀天線(xiàn)和飛船的主體組成。主要的科學(xué)探測(cè)載荷都安裝在主體上,有幾根桿從主體向外伸出。其中一個(gè)伸桿頂部裝有核能電池,這個(gè)為飛船提供能源的核能電池也給伽利略號(hào)本來(lái)“不幸”的命運(yùn)增添了幾分的“悲劇”,當(dāng)然這是后話(huà)。飛船的底部有個(gè)小型的木星大氣探測(cè)器,在飛船抵達(dá)木星附近后小探測(cè)器會(huì)直接墜向木星,探測(cè)木星的大氣構(gòu)成等。

(圖片來(lái)源:NASA)

1977年10月,“伽利略號(hào)”通過(guò)國(guó)會(huì)批準(zhǔn),相當(dāng)于國(guó)內(nèi)航天人常說(shuō)的工程立項(xiàng)。不過(guò)當(dāng)時(shí)這個(gè)計(jì)劃并不叫“伽利略號(hào)”,而是叫木星環(huán)繞探測(cè)器,1978年才正式更名為伽利略號(hào)。項(xiàng)目最初計(jì)劃花四年左右的時(shí)間完成飛船的研制工作,82年發(fā)射飛向木星。按照這個(gè)計(jì)劃,伽利略號(hào)將在1984年開(kāi)始環(huán)繞木星。計(jì)劃總是趕不上變化快,由于種種原因,伽利略號(hào)一再延期,直到1989年成功發(fā)射,整個(gè)研制過(guò)程長(zhǎng)達(dá)12年,中間經(jīng)歷了多次磨難和反復(fù)。

伽里略號(hào)探測(cè)木星(圖片來(lái)源:NASA)

磨難一:難以抉擇的上面級(jí)

項(xiàng)目研制初期在上面級(jí)的選擇上“折騰”開(kāi)啟了伽利略號(hào)不安穩(wěn)的命運(yùn)旅程。上面級(jí)其實(shí)是一個(gè)小型火箭,在深空探測(cè)器發(fā)射過(guò)程中,通常大型運(yùn)載火箭將飛船和上面級(jí)送到環(huán)繞地球的軌道,然后上面級(jí)接力工作讓飛船飛向探測(cè)目標(biāo)。如果把飛船飛抵木星的過(guò)程比作從北京出發(fā)到山西的一個(gè)小山村,需要先乘坐高鐵抵達(dá)縣城,然后乘坐三蹦子走小路去山村。運(yùn)載火箭相當(dāng)于高鐵,上面級(jí)就是三蹦子。

伽利略號(hào)可供選擇的上面級(jí)有兩個(gè),一個(gè)是波音公司生產(chǎn)的采用固體燃料的“慣性上面級(jí)(IUS)”,另一個(gè)是使用液體燃料的半人馬上面級(jí)。伽利略號(hào)研制初期在這兩個(gè)上面級(jí)中反復(fù)來(lái)回修改,總讓人想起瓊瑤劇中在兩個(gè)女主中搖擺不定的男主角。

最初的方案選擇了“慣性上面級(jí)”(女一號(hào))。這個(gè)“女一號(hào)”有個(gè)響亮的外號(hào):“百分之一百零九”,因?yàn)樗3.a(chǎn)生超出設(shè)計(jì)值的推力。不過(guò)選擇固體上面級(jí)并不是因?yàn)橥屏Γ浅鲇诎踩紤]。伽利略號(hào)利用航天飛機(jī)發(fā)射,半人馬上面級(jí)(女二號(hào))因?yàn)槭褂靡后w燃料,在航天飛機(jī)中有可能爆炸,給飛機(jī)上的乘員帶來(lái)危險(xiǎn)。

固體上面級(jí)雖然推力大,不過(guò)工作時(shí)間短,實(shí)際運(yùn)載能力反而不如液體上面級(jí),就像一個(gè)短跑選手,爆發(fā)力強(qiáng),耐力卻不足。受上面級(jí)的運(yùn)載能力限制,科學(xué)家們一度考慮將伽利略號(hào)的環(huán)繞器和木星大氣探測(cè)器分開(kāi)發(fā)射。這樣增加了工程的復(fù)雜度,也需要花費(fèi)更多的經(jīng)費(fèi);另一方面,波音公司也表示,研發(fā)上面級(jí)的經(jīng)費(fèi)需要在原計(jì)劃的基礎(chǔ)上增加1億美元。

在這一系列問(wèn)題影響之下,備胎“女二號(hào)”的機(jī)會(huì)來(lái)了。項(xiàng)目組決定放棄慣性上面級(jí),轉(zhuǎn)而采用半人馬上面級(jí)。半人馬一直以來(lái)保持著很好的發(fā)射成功記錄,另外除了運(yùn)載能力強(qiáng)以外,液體上面級(jí)也有其它優(yōu)點(diǎn)。它不像固體上面級(jí)那樣點(diǎn)火瞬間產(chǎn)生巨大的沖擊力,這個(gè)沖擊力有時(shí)候甚至?xí)娘w船或者飛船上的部件。另外液體上面級(jí)可以多次點(diǎn)火,易于控制;固體上面級(jí)正好相反,一旦點(diǎn)火后必須等燃料用盡才能關(guān)機(jī)。讓科學(xué)家們最高興的是,可以把木星大氣探測(cè)器和木星環(huán)繞器一起發(fā)射,成本降低,工程方案也更簡(jiǎn)單。不過(guò)更換了上面級(jí)方案,伽利略號(hào)需要更長(zhǎng)的研制時(shí)間。

而這只是瓊瑤劇中男主感情的第一次搖擺,搖擺還會(huì)繼續(xù)。“伽利略號(hào)”很快遭遇了一次非技術(shù)原因產(chǎn)生的沉重打擊。80年代初,里根政府為了減少財(cái)政赤字,平衡預(yù)算,不得以砍掉了NASA一半的經(jīng)費(fèi)。大幅度的經(jīng)費(fèi)消減將迫使美國(guó)宇航局放棄一些科學(xué)探測(cè)任務(wù),伽利略也不幸被列入其中,整個(gè)項(xiàng)目面臨著生死存亡的考驗(yàn)。為了保住這個(gè)項(xiàng)目,科學(xué)家們進(jìn)行了反復(fù)的申訴。伽利略號(hào)是美國(guó)NASA一項(xiàng)大型的深空行星探測(cè)任務(wù),有2000多個(gè)科研人員參與這個(gè)項(xiàng)目的研制。如果取消這個(gè)項(xiàng)目,參加項(xiàng)目的工作人員都面臨著失業(yè)的危險(xiǎn)。另外伽利略號(hào)是當(dāng)時(shí)唯一的行星探測(cè)任務(wù),有重大的科學(xué)意義,放棄這個(gè)項(xiàng)目還會(huì)導(dǎo)致美國(guó)深空探索的技術(shù)出現(xiàn)斷檔。最終財(cái)政部同意保留伽利略號(hào)木星探測(cè)項(xiàng)目,不過(guò)停止了對(duì)半人馬上面級(jí)研發(fā)的支持,“女二號(hào)”的地位又一次出現(xiàn)了危機(jī)。

“半人馬上面級(jí)”性能優(yōu)異,成功率高,但是價(jià)格昂貴,財(cái)政部為了平衡預(yù)算限制它也是不得以,工程師們又回到原來(lái)使用慣性上面級(jí)的老方案上。為了彌補(bǔ)慣性上面級(jí)的運(yùn)載能力,科學(xué)家們?cè)谏厦婕?jí)前面增加了一個(gè)助推級(jí),就這樣還是不能達(dá)到飛抵木星。無(wú)奈之下,科學(xué)家們想到了深空探測(cè)中慣用的一招,行星借力(也稱(chēng)為引力彈弓)。讓飛船靠近借力金星,利用金星的引力來(lái)加速飛船,以彌補(bǔ)運(yùn)載能力的不足。因?yàn)榻鹦墙枇π枰~外的時(shí)間,飛到木星需要大約四年。

劇情很快又一次反轉(zhuǎn),這次“女二號(hào)”半人馬上面級(jí)有美國(guó)空軍的支持,愿意提供經(jīng)費(fèi)支持半人馬上面級(jí)的研發(fā)工作。美國(guó)空軍有自己的考慮,半人馬上面級(jí)可能會(huì)用在空軍其他發(fā)射計(jì)劃中,出資研發(fā)半人馬,其實(shí)是羊毛出在羊身上。另一方面,采用半人馬能使飛船直接飛向木星,無(wú)須借力,抵達(dá)木星只需要兩年左右??茖W(xué)家們也希望采用更快的方案。第一階段的上面級(jí)之爭(zhēng)暫時(shí)以“女二號(hào)”勝出結(jié)束。

磨難二:挑戰(zhàn)者號(hào)失事引發(fā)的連鎖效應(yīng)

雖然反復(fù)折騰,項(xiàng)目研制進(jìn)程一再延期,在1985年底伽利略號(hào)還是完成了研制。1985年12月,伽利略號(hào)從加州的噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室出發(fā),踏上了前往發(fā)射基地的征途。旅途中除了加油和吃飯,運(yùn)送隊(duì)伍一刻也不敢停歇,除了擔(dān)心交通意外,也怕遇到環(huán)保主義者示威或者恐怖襲擊。經(jīng)過(guò)四千多公里的漫長(zhǎng)旅途,終于平安抵達(dá)了位于佛羅里達(dá)州的發(fā)射基地。然而,旅程中長(zhǎng)時(shí)間的顛簸給后面的天線(xiàn)故障埋下了隱患。

如果挑戰(zhàn)者號(hào)沒(méi)有失事,伽利略號(hào)將在1986年5月和上面級(jí)火箭一起將搭乘亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)升入太空,在1988年10月抵達(dá)木星,開(kāi)始探測(cè)木星。事與愿違,1986年1月28日挑戰(zhàn)者號(hào)臨空爆炸,造就了美國(guó)航天史上最慘痛的失敗,七名宇航員全部遇難。失事后所有航天飛機(jī)停飛,包括伽利略號(hào)準(zhǔn)備搭乘的亞特蘭蒂斯號(hào)。伽利略號(hào)的發(fā)射擱淺了,被運(yùn)回加州噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室。

挑戰(zhàn)者號(hào)失事后,伽利略號(hào)再次進(jìn)行方案復(fù)核,以確保發(fā)射能安全進(jìn)行。原計(jì)劃中使用液體燃料的半人馬上面級(jí)再次被“慣性上面級(jí)”替換,“女一號(hào)”終于成功打敗了“女二號(hào)”,坐穩(wěn)了正選位置。不過(guò)之前也講過(guò),“女一號(hào)”運(yùn)載能力不如“女二號(hào)”,由于地球、金星位置的變化,原先設(shè)計(jì)的金星借力的方案已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn),“伽利略號(hào)”看來(lái)是無(wú)法抵達(dá)木星了。

經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算,軌道團(tuán)隊(duì)又設(shè)計(jì)了一個(gè)“金地地借力飛行”的方案。伽利略號(hào)先通過(guò)金星借力,然后兩次地球借力,最終獲得足夠的速度飛向木星。這個(gè)方案除了需要花費(fèi)更多的時(shí)間,飛船靠近金星借力,會(huì)讓伽利略號(hào)長(zhǎng)時(shí)間在距離太陽(yáng)比較近的地方飛行,為防止過(guò)熱,飛船加裝了防護(hù)罩保護(hù)儀器,這時(shí)候的伽利略號(hào)才變成前文圖中的樣子。不過(guò)誰(shuí)都沒(méi)想到,這個(gè)兩次經(jīng)過(guò)地球的方案引來(lái)了環(huán)保組織巨大的抗議,伽利略號(hào)也險(xiǎn)些不能發(fā)射。

伽利略號(hào)從地球出發(fā),利用一次金星和兩次地球借力抵達(dá)木星(圖片來(lái)源:NASA)

環(huán)保組織為什么反對(duì)科學(xué)探測(cè)?早期就有環(huán)保組織反對(duì)載有核燃料的飛船上天。那一代人相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里生活在核戰(zhàn)爭(zhēng)的陰影下,核就是原罪。之前的先驅(qū)者十號(hào)、十一號(hào)和旅行者號(hào)也采用了相同的核能電池,已經(jīng)證明這項(xiàng)技術(shù)是安全可靠的,所以環(huán)保組織的反對(duì)并沒(méi)有造成多大影響。但是挑戰(zhàn)者號(hào)失事給了環(huán)保組織更多反對(duì)理由,兩次地球借力飛行意味著這個(gè)帶有核燃料的飛船在發(fā)射到太空中后會(huì)兩次飛回地球附近,也加大了風(fēng)險(xiǎn)。伽利略號(hào)搭乘的亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)會(huì)不會(huì)也像挑戰(zhàn)者號(hào)一樣當(dāng)空爆炸?即使成功發(fā)射,在借力的過(guò)程中會(huì)不會(huì)控制不好撞向地球?上面任何一種情況發(fā)生,反射性的核燃料會(huì)不會(huì)散布到全球?

這種擔(dān)憂(yōu)也不無(wú)道理。如果按重量計(jì)算,飛船上核燃料足以毒死當(dāng)時(shí)世界上所有人,這更加堅(jiān)定了環(huán)保組織阻撓發(fā)射的決心。一方面,環(huán)保組織在報(bào)紙上制造輿論,很多人相信發(fā)射伽利略號(hào)可能會(huì)帶來(lái)全球性的巨大災(zāi)難,而且不得不承認(rèn),有時(shí)候偽科學(xué)比科學(xué)更容易傳播。另一方面,環(huán)保組織還向法庭申請(qǐng)禁止令,禁止伽利略號(hào)發(fā)射。更有少數(shù)極端分子試圖通過(guò)防護(hù)欄靠近準(zhǔn)備發(fā)射中的火箭,“人肉”阻止伽利略號(hào)發(fā)射。

面對(duì)環(huán)保組織的凌厲攻勢(shì),科學(xué)家們見(jiàn)招拆招。著名的天文學(xué)家康奈爾大學(xué)卡爾薩根教授撰文解釋?zhuān)f(shuō)明科學(xué)家在計(jì)算航天器軌道時(shí)非常謹(jǐn)慎,負(fù)責(zé)行星借力計(jì)算的團(tuán)隊(duì)非常有經(jīng)驗(yàn),出現(xiàn)飛船撞上地球的機(jī)會(huì)非常非常小。而且工程師們加固了核能電池的外殼,即使飛船像挑戰(zhàn)者號(hào)一樣當(dāng)空爆炸,這個(gè)外殼也不會(huì)被損壞,核燃料也將被完整地回收,不會(huì)污染環(huán)境。在法庭上,科學(xué)家團(tuán)隊(duì)也據(jù)理力爭(zhēng),環(huán)保組織的禁止令申請(qǐng)被駁回。為了應(yīng)付少數(shù)的極端分子,發(fā)射基地周?chē)訌?qiáng)了保安。

(圖片來(lái)源:NASA)

挑戰(zhàn)者號(hào)事故過(guò)去后三年,終于等來(lái)了那個(gè)激動(dòng)人心的日子。1989年10月17日,伽利略號(hào)開(kāi)始發(fā)射倒計(jì)時(shí)??上觳蛔髅?,大片的云霧籠罩發(fā)射基地的上空,發(fā)射被推遲到第二天。屋漏偏逢連夜雨,當(dāng)天一場(chǎng)7.1級(jí)的地震襲擊了北加州,震中離位于加州的上面級(jí)指揮中心只有幾英里。指揮中心的工作人員趕緊撤離,伽利略號(hào)發(fā)射眼看又要推遲。當(dāng)天晚上,指揮中心的工作人員冒險(xiǎn)回到工作崗位,發(fā)射才能順利進(jìn)行。伽利略號(hào)終于在10月18日下午搭乘亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射升空。

發(fā)射成功后,剛上任的伽利略號(hào)項(xiàng)目經(jīng)理斯皮哈斯基(Spehalski)這樣說(shuō),“伽利略號(hào)的成功發(fā)射,是我們中很多個(gè)人和團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)年努力和堅(jiān)持換來(lái)的,此時(shí)此刻,我們的心情無(wú)以言表...我有幸參加到這個(gè)團(tuán)隊(duì)目睹了各種竭盡心力的操勞。整個(gè)過(guò)程中我看到的專(zhuān)業(yè)精神、合作精神和奉獻(xiàn)精神鼓舞人心,也值得堅(jiān)持。”寫(xiě)到這里,筆者覺(jué)得興許他更想說(shuō),“我的天!總算是發(fā)射了,要不然還不知道會(huì)出什么幺蛾子。”

磨難三:不聽(tīng)話(huà)的天線(xiàn)和磁帶機(jī)

在經(jīng)歷了挑戰(zhàn)者號(hào)失事,環(huán)保組織反對(duì),伽利略號(hào)終于成功發(fā)射,踏上了飛向木星的漫長(zhǎng)旅途,但是厄運(yùn)和挑戰(zhàn)并沒(méi)有結(jié)束。1991年,伽利略號(hào)完成金星借力朝地球進(jìn)發(fā)的途中,科研人員發(fā)出了展開(kāi)高增益天線(xiàn)的指令(就是那口鍋),飛船發(fā)射時(shí)天線(xiàn)像雨傘一樣處于收攏的狀態(tài),等收到指令天線(xiàn)展開(kāi)之后會(huì)給地面發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào),可惜這個(gè)信號(hào)一直沒(méi)有到來(lái)。高增益天線(xiàn)由18根桿構(gòu)成,后面調(diào)查發(fā)現(xiàn)其中三個(gè)桿未能完全伸展到位,這個(gè)“鍋天線(xiàn)”看起來(lái)就像一把壞雨傘。高增益天線(xiàn)是飛船從遙遠(yuǎn)的深空和地球通訊的,通常也稱(chēng)為深空天線(xiàn)。失去了深空天線(xiàn)將意味著飛船進(jìn)入深空后將無(wú)法和地面取得聯(lián)系,飛船距離地球數(shù)萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)公里,修復(fù)天線(xiàn)也是困難重重。正如事后負(fù)責(zé)伽利略號(hào)的項(xiàng)目科學(xué)家回憶,他去給項(xiàng)目組的成員匯報(bào)發(fā)生的狀況,還要盡力鼓勵(lì)大家,項(xiàng)目還在…

(圖片來(lái)源:NASA)

是什么原因?qū)е律鞐U展開(kāi)失敗?天線(xiàn)展開(kāi)是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)螺栓完成的,顯然有幾個(gè)活動(dòng)螺栓卡在了栓套中。螺栓表面涂有潤(rùn)滑涂料,本來(lái)電機(jī)的力足夠拔出螺栓。之前我們提到過(guò),飛船在發(fā)射前經(jīng)歷了幾次從西部到東部長(zhǎng)途旅行,另外發(fā)射時(shí)和上面級(jí)點(diǎn)火都會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊力,使得螺栓和栓套之間相互摩擦,磨掉了一部分光滑涂層,增大了螺栓的摩擦力,因此被卡住,伸桿也無(wú)法展開(kāi)。盡管這時(shí)候飛船遠(yuǎn)在數(shù)萬(wàn)公里以外,但找出原因的科學(xué)家們信心滿(mǎn)滿(mǎn),相信他們有辦法將天線(xiàn)展開(kāi),因?yàn)樗麄冇袔滋渍垓v天線(xiàn)的方案。

第一招是將天線(xiàn)的展開(kāi)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間置于太陽(yáng)下暴曬,再將它置于陽(yáng)光防護(hù)罩的陰影中,讓它冷卻,希望通過(guò)熱脹冷縮來(lái)讓天線(xiàn)解套。這招都失敗后,他們又將天線(xiàn)展開(kāi)機(jī)構(gòu)進(jìn)行極限旋轉(zhuǎn),還試圖通過(guò)飛船的火箭制造沖擊力。隨后科學(xué)家們打出了一套組合拳,冷熱循環(huán)加上旋轉(zhuǎn),結(jié)果還是未能將天線(xiàn)修復(fù)。

幸運(yùn)的是,伽利略號(hào)還有一套用于飛船離地球較近時(shí)通信的低增益天線(xiàn)?,F(xiàn)在高增益天線(xiàn)無(wú)法工作,只能讓低增益天線(xiàn)挑大梁。當(dāng)然低增益天線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸能力要低很多。這時(shí)候,另外兩項(xiàng)技術(shù)彌補(bǔ)了天線(xiàn)的數(shù)傳能力,一是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),飛船利用程序?qū)μ綔y(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮,然后再發(fā)送回地球,另外,地面接收和發(fā)射天線(xiàn)的能力也有提高。雖然不能達(dá)到飛船設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸效率,科學(xué)家們?nèi)匀豢梢垣@得大量探測(cè)數(shù)據(jù)用于研究。

就像經(jīng)歷了九九八十一難的取經(jīng)隊(duì)伍一樣,伽利略號(hào)終于在1995年12月7日抵達(dá)木星附近。在抵達(dá)木星之前的5個(gè)月,“伽利略號(hào)”就釋放出小型的木星大氣探測(cè)器。到12月的時(shí)候,木星大氣探測(cè)器撞向木星,人類(lèi)第一次通過(guò)探測(cè)器觸摸了木星濃密的大氣層。這一段時(shí)期伽利略號(hào)工作順利,可是很快,另一個(gè)問(wèn)題就出現(xiàn)了。

(圖片來(lái)源:NASA)

這次伽利略號(hào)的故障出現(xiàn)磁帶機(jī)上。那個(gè)年代內(nèi)存條還沒(méi)有廣泛應(yīng)用,磁帶機(jī)是計(jì)算機(jī)0用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主要手段。如果高增益天線(xiàn)工作正常,所有的數(shù)據(jù)都能及時(shí)傳回地球,磁帶機(jī)也就沒(méi)那么重要了?,F(xiàn)在高增益天線(xiàn)不能正常工作,很多數(shù)據(jù)都需要先存儲(chǔ)在磁帶機(jī)上,然后選擇最有價(jià)值的數(shù)據(jù)傳回地球,磁帶機(jī)卡帶就成了很?chē)?yán)重的問(wèn)題。

發(fā)現(xiàn)磁帶機(jī)卡帶的時(shí)候正好是伽利略號(hào)第一次靠近木星衛(wèi)星歐羅巴和伊奧的時(shí)候,項(xiàng)目組不得不放棄給這兩個(gè)木衛(wèi)拍照的計(jì)劃,避免造成磁帶機(jī)不可修復(fù)的損傷。幸運(yùn)的是,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)磁帶機(jī)只是因?yàn)榇蟛糠执艓П痪淼揭贿呣D(zhuǎn)軸上而暫時(shí)卡帶。找到問(wèn)題根源之后,科學(xué)家們很快決定,為了避免發(fā)生類(lèi)似問(wèn)題,磁帶機(jī)只使用中間部分磁帶來(lái)記錄數(shù)據(jù),而靠近兩端的部分磁帶固定纏繞在轉(zhuǎn)軸上以保證磁帶機(jī)的正常轉(zhuǎn)動(dòng)。問(wèn)題雖然得到了解決,但是非常珍貴的伽利略號(hào)首次靠近木星的照片被永遠(yuǎn)封存在不用的磁帶部分中,再也沒(méi)有機(jī)會(huì)傳回地球。

(圖片來(lái)源:百度百科)

“取經(jīng)”成功

經(jīng)過(guò)了上面級(jí)選角的來(lái)回折騰,挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)失事發(fā)射延誤,環(huán)保組織的阻撓,深空天線(xiàn)展開(kāi)機(jī)構(gòu)失靈,還有接近木星后磁帶機(jī)故障,伽利略號(hào)終于成功抵達(dá)木星,開(kāi)展探測(cè),取得了很多有趣的觀(guān)測(cè)成果,包括于對(duì)木星及小行星和木星衛(wèi)星的研究。

伽利略號(hào)穿越了小行星帶時(shí),在1600公里的距離上拍到了一張小行星加斯普拉的照片,這也是當(dāng)時(shí)世界上最清晰的小行星照片。和地球火星這樣的大行星不同,小行星看起來(lái)就像一個(gè)形狀怪異的土豆,上面還布滿(mǎn)了大大小小的隕石坑。

小行星加斯普拉(圖片來(lái)源:NASA)

伽利略號(hào)在經(jīng)過(guò)一個(gè)小行星Ida(中文名愛(ài)達(dá))時(shí)發(fā)現(xiàn)它居然也有衛(wèi)星。小行星通常是沒(méi)有衛(wèi)星的,大行星中金星和水星也沒(méi)有衛(wèi)星。大行星本身質(zhì)量比較大,容易捕獲周?chē)奶祗w,而這個(gè)小個(gè)頭的天體居然也有衛(wèi)星引起了科學(xué)家的興趣。

小行星Ida和衛(wèi)星(圖片來(lái)源:維基百科)

伽利略號(hào)對(duì)木衛(wèi)一伊奧的火山活動(dòng)進(jìn)行了系統(tǒng)的觀(guān)測(cè),發(fā)現(xiàn)伊奧上的火山活躍程度比地球上的火山高出100倍,還發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)三蓋尼米得上居然和地球一樣有整體磁場(chǎng),這是第一次發(fā)現(xiàn)有內(nèi)稟磁場(chǎng)的衛(wèi)星。當(dāng)然最令人稱(chēng)奇的發(fā)現(xiàn)是關(guān)于木衛(wèi)二歐羅巴上的地下水的發(fā)現(xiàn),歐羅巴地表之下有一個(gè)大面積的地下湖,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),這個(gè)地下湖的含水的總量幾乎和地球上水的量相當(dāng)。由于有水的存在,科學(xué)家們猜測(cè)這個(gè)星球上可能有生命生存。

“伽利略號(hào)”一直運(yùn)行到2003年9月,那時(shí)它所帶的燃料接近枯竭,科學(xué)家們將不能有效地控制它的飛行軌道。為了避免伽利略號(hào)上的核燃料污染可能存在生命的星球,伽利略號(hào)在地面引導(dǎo)下撞向木星,完成了它的坎坷歷程。盡管經(jīng)歷了很多波折,伽利略號(hào)飛船在科學(xué)家的堅(jiān)持不懈的努力下工作到了最后。對(duì)那些為了這個(gè)項(xiàng)目日夜操勞的科學(xué)家和工程師來(lái)說(shuō),支持他們的不僅僅因?yàn)檫@是一份工作,而是他們畢生為之奮斗的事業(yè)——人類(lèi)征服太空的偉大夢(mèng)想。

標(biāo)簽: 伽利略 科學(xué)家

業(yè)界
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

©2003-2020 CMS科技網(wǎng) 版權(quán)所有       聯(lián)系郵箱:52 86 831 89@qq.com   豫ICP備18004326號(hào)-17