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木星是氣態行星,如果人類強行登「陸」,將會最終落到哪里?

温晗晗 2023/05/11

月球大家都不陌生,甚至早在上個世紀,蘇聯的無人月球車和美國的宇航員就登陸過月球。步入21世紀,中國更是前所未有的登陸了月球背面。那難免就會有人好奇, 如果我們要登陸木星,會發生什麼呢?

太陽系的二當家

木星的直徑是地球的11倍,體積是地球的1321倍,質量是地球的318倍。是太陽系體積和質量均為最大的行星。

遠遠望去,木星外表是很多不同顏色的環形條帶。而這些環形條帶很可能是木星的赤道與兩極溫差不大,不超過3℃,因此木星上南北風很小,我們觀察到的平行于土星赤道的條帶,都是東西風所致。

在暢想登陸木星之前。我們先來看一看這個大塊頭。

最引人注目的,是木星中心偏右下的一個「大紅斑」(如圖),有多大呢?這一個大紅斑的長為2萬千米,寬1.1萬千米。要知道,地球的直徑也才大約6400千米。

木星的外貌

根據天文學家研究和探測器的探測,這個大紅斑很有可能是一團急速上升氣流。并且在不停的逆時針旋轉,其內核在中心保持相對不動。而這些巨型風暴可能會持續幾十甚至幾百年。

除了木星自身是太陽系的巨無霸行星之外,木星的衛星群也是相當的震撼。就在今年二月初,天文學家又新發現了12顆新的木星衛星,這使得木星衛星數量達到了驚人的92顆。

木衛一

并且木星不同于地球,火星等行星,它是一個巨大的以氣體為主要成分的行星,通常我們將這樣的行星稱為:氣態行星。

木星的大氣層也是太陽系內行星中規模最大的,如果按質量占比來計算,木星大氣中氫元素的含量占比3/4,氦的占比為24%,剩余的1%是包括微量的甲烷、水蒸氣、氨以及硅的化合物在內的其他氣體。

木星大氣層的厚度大約為5000千米。但是因為木星沒有明確的地面,所以大氣層的起點,是一個大致的概念。通常我們認為氣壓等于十倍地球大氣壓的區域,就是木星的大氣層分界線。

木星閃電想象圖

并且和地球一樣,木星的大氣層也可以分層。最內層的是木星的對流層。但是木星不同于地球。木星的對流層和其內部的液態物質圈層沒有明顯的分界線。會有一部分區域夾雜著液態和氣態物質。而對流層的外層是平流層。這里的氣流波動要比對流層要平穩。在平流層的外側則是增溫層,在這個圈層,溫度會升高。最外層的散逸層則是木星大氣和宇宙直接接觸的一層。在這里大氣的密度會越來越低。逐漸變為宇宙里的真空。

而大氣層的內層則是一些液態的物質,包括一些液態金屬氫等物質。而木星的最里面則是一個固態的內核,這個內核由鐵和硅組成。

登陸木星

好了,木星的基本情況介紹完了。相信還沒開始暢想,很多人就已經打退堂鼓了。這個環境,這一看就不是人類能生存的地方好吧。如果技術夠先進,人類造出來的飛船能進入木星可能沒問題!要宇航員進去?綠巨人穿著鋼鐵俠戰衣進去也不一定扛得住啊!

與其說是人類登陸木星,倒不如說這是: 人類進入木星的N種死法。

強大的輻射

根據NASA的研究,當宇航員暴露在太空中時,因為不像在地球上,有臭氧層吸收紫外輻射,所以將導致宇航員患癌癥狀的機會增加百分之三。并且可能會導致基因的變異。如果宇航員接受860天的火星任務之后,他們將會受到1.01西弗的輻射,讓宇航員患上癌癥的機會提高了百分之五。

植物的太空育種就是利用輻射可能會使DNA變異的原理培育的

NASA科學家還表示,如果要在木星附近不受輻射。需要宇航員到冰層里去工作。如果不采取措施,那麼宇航員的健康就會受到影響。輕則頭暈目眩,身體不適。重則白細胞紅細胞數量減少。甚至引起死亡。

并且以目前的技術條件,雖然防御輻射沒什麼技術困難。但是火箭的運載能力十分有限,如果花費大量的重量去預防輻射而減少運載其他設備。可能會得不償失。

要命的溫度

木星的溫度也是一大要命的因素。

木星大氣層的溫度在垂直的變化上與地球相似。在對流層遵循海拔越高溫度越低的規律。在對流層和平流層的交界地帶,溫度達到最低值。這里的溫度約為:110K。也就是差不多零下160℃左右。在平流層慢慢到增溫層時溫度已上升至約零下70℃左右。在增溫層,溫度繼續上升,到這時溫度會急劇上升。到達1000℃也是沒啥問題。這都不能說是清蒸了,都快被烤成一縷青煙了。

木星大紅斑

強大的磁場

木星的磁場強度是地球的14倍,擁有除了太陽以外,太陽系內最強磁場。有一圈環繞著行星的強大磁層,其磁場強度之大,甚至在背對太陽的一面,木星的磁場甚至可以延伸到土星軌道。這麼說可能不夠直觀。舉個兩個例子:

1.我們將木星和地球做個對比,地球的磁場范圍可以影響到從地心往外5萬~7萬千米的范圍。反觀木星的磁場可以抵達距離木星140萬~700萬千米之間的巨大空間。

2.曾經就有人類發射的探測器,受到過木星磁場的影響。1981年初旅行者2號離開木星前往土星的途中,曾受到木星磁場的影響。此時的旅行者2號,已經飛離了木星6000萬千米。依然受到了木星磁場干擾。這是木星磁場的拖尾。由此可見木星磁場的強大。

如此強大的磁場,可能會直接使現代的通訊工具失效。需要針對木星的磁場強度專門設計通訊工具。否則,宇航員在木星內部是什麼情況,外界都不知道。

除了上述的幾項以外。前面提到的類似大紅斑的急速氣流,云層之中的電閃雷鳴。都有可能成為奪走宇航員生命的致命因素。所以登陸木星暫時還是別想了。

探測木星

雖然登陸木星目前的技術條件還不成熟。

但是無人探測器卻早已前往過木星很多次,對木星的探測我們從未停歇。曾先后有先驅者10號和11號、旅行者1和2號、伽利略號前往木星軌道進行探測。它們有的進行拍照,有的對木星磁場、輻射帶、中立、溫度、大氣結構進行探測。還有的對木星衛星進行探測,成功發現木衛二、木衛三、木衛四的表面下有咸水海洋,還發現木星衛星上有劇烈的火山爆發。可謂功不可沒。

朱諾號探測器

最新的探測器朱諾號,已經于2011年發射,利用地球引力彈弓加速后飛往木星,在2016年就已經到達了木星軌道。它將進一步探測木星內部的結構情況,比如測定木星大氣成分;研究木星大氣的流動。探究木星磁場和磁層起源。


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