“伽利略”大气探测器冲进木星大气层

在人类对木星的观测史上，1995 年 12 月 7 日是非常值得纪念的日子，这一天，人类发射的探测器第一次冲入木星大气层，实现了对它的首次直接考察。这次直接考察所取得的观测资料的质量超过了科学家们最乐观的估计。但观测的结果却促使科学家重新考察木星乃至太阳系构成和演变的种种理论。

实现人类科学史上这一伟大壮举的是美国“伽利略”号木星探测飞船。它由母船——轨道飞行器和其所携带的木星大气探测器两部分组成。大气探测器带有降落伞和圆锥形的碳树脂热防护层，在半圆形的本体内安装了 6 种大气观测设备。1995 年 7 月 13 日，木星大气探测器与母船分离，经过 5 个月单独飞行，于 12 月 7 日从木星北纬 6°上空，以 47 千米/秒的速度冲入木星大气。约 1.4 分钟后打开降落伞，约 1.8 分钟后热防护层脱落，探测器徐徐下落，它带来的合计 28 千克重的 6 种观测设备开始紧张工作。有关木星的大气层结构、化学组成、氦的含量、雷和云量等观测数据被陆续传送给母船，几个月之后这些资料被母船送回到地球。探测器与母船之间的通讯联系保持了 57 分钟。通讯中断后，探测器继续向木星表面降落，最终在木星的高温和高压之下破碎熔化，成为木星大气的一部分。

探测器在实地考察过程中遇到极其强烈的狂风和湍流，风从木星云层顶端一直刮到充满气体、翻滚搅动的云层底部，即使在云层深处 161 千米（这也是探测器所能探测到的最深处），风速也达到 150 米/秒，比科学家原先估计的 100 米/秒左右高得多。

探测器发现，虽然木星上个别雷电的能量比地球的雷电大 10 倍，但木星大气中发生雷电的次数却只是地球的 1/10，这与木星大气中缺少水量丰富的云的观测事实相一致。

木星有磁场和辐射带，其强度远远超过我们的地球，这已被“旅行者”1号和 2 号的探测所证实。“伽利略”大气探测器在进入木星大气之后，在云层上方 5 万千米处发现了新的强烈的辐射带。

过去人们认为，木星的早期演化与太阳系的起源演化十分相似，木星是

45  亿年前一团与太阳成分相同的气体星云形成的，早期的木星系就像是现在的太阳系，只不过较小罢了。既然这样，那么，木星大气的化学组成与太阳应是相同的，即氢占 9 成，氦占 1 成，其他元素如氧、碳、氮等则占很少的分量，在木星环境下以水、甲烷和氨等分子存在，成为构成云的原材料。

这次“伽利略”号木星探测飞船探测的结果是，木星的云比预料的薄，这说明木星大气的微量元素比太阳的微量元素少。在探测器降落的区域，木星大气是十分干燥的。不仅如此，木星大气的重要组成成分——氦的含量也远远低于科学家的估计值。

人类对木星大气的首次直接考察，推翻了一直以来人们所接受的木星起源理论，促使科学家重新思考木星乃至整个太阳系的起源与演化的理论。