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如何登陆气态巨行星(Gas Giant)?

时间:2020-06-10 06:54:57

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如何登陆气态巨行星(Gas Giant)?

类木行星确实是气体堆成的,但气体会在自身重力的作用下,被压缩成液态氢,然后是金属氢。

下图就是木星、土星的内部结构图。表面是大气层,白色是液态氢,粉红色是金属氢,中间是岩石内核。

木星的质量非常大,所以把更多气体压缩成了金属氢。液态氢层和大气层比较薄

土星的质量较小,只能核心很小一部分是金属氢,外面有很厚的液态氢和较厚的纯大气。液态氢与氢气都比水密度小,所以土星密度非常低。

而登陆气态巨行星的事情又不是没做过,伽利略号探测器由两个部分组成,轨道器和再入器。进入木星轨道之前9个月时,伽利略号把轨道调整为切入木星大气层,再入器从轨道器上分离:

轨道器点火减速,以切入环绕轨道时,再入器正好进入木星大气层。位于再入器上方的轨道器可以因此把信号传递回地球。

内侧的是再入器,外侧的是轨道器

再入器进入大气层,轨道器点火减速

伽利略再入器是人类制作的最皮实的再入大气层装置,木星巨大的引力将它加速到了47KM/S的高速,撞击木星大气层后在短短2分钟内就减速到亚音速。这产生了高达228G的极端过载,和15500摄氏度的超高温。如果是人的话早就化为齑粉、尸骨无存了。

为了避免探测器被烧毁,它的前方装了一个152千克重的烧蚀隔热罩。在再入的过程中,80千克的隔热罩物质都损失了。

进入大气层以后,探测器打开了直径2.5米的降落伞,并抛掉隔热罩,将探测器本体暴露出来。在缓慢下降的过程中记录木星的大气数据。

探测器持续工作了58分钟,期间它下落了156KM,直到它被23个大气压、153摄氏度高温的极端环境摧毁为止。该探测器探测了木星的云层和大气成分,没有发现固体表面。

来源:伊卡鲁斯二号

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