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美国宇航局运用适当于重击的热能,在间隔木星 3.7 亿英里(5.9 亿公里)的当地修正了绕木星运转的朱诺号探测器的相机,此前该仪器因这颗气态巨星的辐射带搅扰而无法运用。
如果说NASA在曩昔67年里学到了什么,那就是那种人们通常会联想到老版《百战天龙》里的那种即时立异。NASA的工程师们一次又一次地发现,他们间隔某个技能问题远在数百英里、数千英里、数百万英里乃至数十亿英里之外,而他们只能依托无线电指令来处理。
有时,这或许很简单,比方布置卫星上卡住的太阳能电池板。有时,这需求三位宇航员用软管和胶带修正受损月球飞船的生命维持体系,以便他们可以活着回家。现在,NASA 的一个团队被要求修正一台本应被扔进垃圾桶的相机,惋惜最近的垃圾桶在地球上。
现在正在探究木星体系的朱诺号探测器的要害仪器之一是其朱诺相机。它由马林空间科学体系公司(MSSS)制作,是一架可见光相机/望远镜,用于探测器拍照木星云层顶部以及探测器或许飞掠的任何卫星。
这台细巧的“盒子布朗尼”相机还不错。它装备了红外滤光片,可以呈现云层细节,还有一个奇妙的小功用,可以终究靠补偿航天器运动和弱光条件来拍照明晰的图画。它乃至还为NASA的公共关系供给了一些协助,答应网络访客挑选拍照方针。
但是,它也极易受损。特别像大多数固态电子科技类产品相同,它极难抵挡强辐射。不幸的是,这是木星的专长,其辐射强度足以在短短两个半小时内使人丧命。关于微芯片来说,状况也好不到哪里去。
不幸的是,朱诺号的轨迹周期为53.5天,高度椭圆,在履行探究使命时,它会定时坠入木星附近的辐射带深处。通常状况下,这会敏捷损坏朱诺相机的芯片,但为了抵挡最丧命的射线,整个相机被包裹在一个装甲组件中。
据美国宇航局称,在朱诺号主要使命的前34次轨迹飞翔中,该体系运转杰出,但当它完结第47次轨迹飞翔时,状况开端变得糟糕。辐射开端对电子设备形成危害。回来地球的图画质量越来越差,直到第56次轨迹飞翔时,一切回来的图画都损坏了。
一番侦办后,问题出在JunoCam电源的电压调节器上。问题是,该怎么办?已然东西、拆开和备件都行不通,那么退而求其次的方法是用高科技手法,狠狠地踢一下相机。
太空工程师们开端选用退火技能。即运用热量改动物质的微观结构,例如经过加热和冷却来康复过度加工金属的脆性。以朱诺号相机为例,NASA向探测器宣布指令,翻开加热器,将内部温度升至77华氏度(35摄氏度)——这关于朱诺号的附近区域来说适当温暖。这好像产生了一些作用,但危害好像也在加重,图画中呈现了更多的条纹和噪点,因而他们将恒温器调到最大,等候朱诺号挨近木卫一。
2023 年 12 月 30 日,当探测器飞过木卫一北极区域 930 英里(1,500 公里)范围内时,传回的图画质量与出厂时相同好,由于朱诺相机拍照到了覆盖着二氧化硫霜冻的山脉的明晰图画。
虽然有好消息,但朱诺号依然遭到更多辐射,遭受着更大的损坏,在最近的第74次轨迹飞翔中,图画质量开端下降。不过,NASA现在在其东西箱中新增了一个小部件,并正在朱诺号上的其他体系上试用该技能。
“朱诺号”使命正在教会咱们怎么制作和保护耐辐射的航天器,其供给的洞见将惠及绕地卫星,”来自德克萨斯州圣安东尼奥西南研究所的朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿说道。“我估计,从朱诺号使命中罗致的经验教训将适用于国防和商业卫星,以及NASA的其他使命。”
2025 年 7 月 16 日,在纳什维尔举办的电气和电子工程师协会核与空间辐射效应会议上披露了 JunoCam 修正的故事。
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