欧洲太空探测器将目光投向木星系统

三土

發射窗口时间只有一秒，Juice探测器即将奔向木卫三

木星的冰冻卫星木卫二和土星的几颗卫星历来受到好奇的地球人喜爱，近年来派出的太空探测器也面向这个区域，现在轮到木卫三——加尼米德·伽倪墨得斯（Ganymede）接受“拜访”了。

木卫三是木星最大的卫星，它被认为有一个“海洋世界”，尽管寒冷且距离太阳很远，但科学家分析可能适合外星某种生命形式的居住。近年来欧洲航天局希望通过木星的这颗冰冷卫星进行探索，探测器本来计划在4月13日上午8点15分从位于法属圭亚那库鲁的太空港发射升空，探测器名为Juice。

Juice的目标是探索木星的三个主要卫星：木卫三、木卫四和欧罗巴。这次发射有些特别，因为Juice需要火箭将它送入一个非常精确的太阳轨道，利用地球和月球的重力同时帮助它加速，飞向木星。为了达到这个目的，这次任务只有一秒钟的发射窗口。不过幸运的是，每天都会有一个一秒钟的发射窗口，直到本月底。如果航天器未能在4月发射，下一个可用时段将在四个月后，即2023年8月开放。

探测器将花将近八年时间才能到达木星，在此期间还会在金星和地球进行几次飞越，借助它们的重力弹弓向外太阳系飞去。Juice的主要科学目标是木星最大的卫星木卫三，也是太阳系最大的卫星。如果一切顺利，探测器将在抵达木星三年后直接进入木卫三的轨道。届时，Juice将成为历史上第一艘绕着除了地球之外的卫星运行的航天器，并于2031年开始科学任务。项目科学家维塔塞表示：“看看木卫三的地图，我们有充分的理由相信，在地壳下面有大量液态水，那是生命开始的地方。”

木星这颗气态巨行星一直充满神秘感，但其质量却不像恒星那样在其核心引发聚变反应，它拥有90多颗卫星，使其本身形成了一个迷你太阳系。Juice将探测木星的三颗冰冷卫星，目前根据数据显示，它们都存在海洋世界。木卫二是一颗地质活跃的卫星，它可能在地下有火山活动，而在地表以下几英里处可能有海洋。然后是木卫四，相比之下它是一个寒冷的、地质上已死的卫星。木卫三似乎介于两者之间，但具体有无生命不得而知，因为从未有人类或者航天器登陆过这片土地。

全套尖端仪器增强了科学探险实力

木卫三可能有一些特殊的特征，它不仅是木星最大的卫星，而且是迄今为止整个太阳系中最大的卫星——大约是水星和月球的总和。欧航局科学家介绍，它拥有大约是地球六倍的液态水，但可能隐藏在100英里的冰层之下。

木卫三的另一个独特之处在于，它拥有一个可以产生星球自身磁场的铁芯——除了水星和地球之外，它是太阳系中唯一能做到这一点的岩石天体。它的磁场可能源于它靠近木星，导致其内部结构发生了潮汐弯曲。

针对这次有趣的探索之旅，Juice配备了许多工具，供科学家从远处检查这些天体，包括一台名为Janus的高分辨率光学相机、一台名为GALA的激光高度计，用于测量木星引力引起的木卫三的潮汐，一台名为SWI的亚毫米波仪器用来检查木星的大气层，以及一个名为J-Mag的磁力计，用于研究木星和木卫三磁场的相互作用。

该项目的有效载荷系统工程师亚历山德罗·阿特泽伊说：“航天器的全套尖端仪器使Juice具有科学探险的实力，我们期待有很多新发现，包括磁场的组成、卫星的材料，以及对木星大气层的深度了解。”

阿特泽伊还重点介绍了航天器的探冰雷达和重力探测器，分别命名为RIME和3GM。该雷达将能够探测到约10公里深处的地下水，它的灵敏度可能足以探测到欧罗巴表面以下的水。重力探测器可以提供有关木卫三内部海洋的信息，并且可以最终确定木卫四是否在更深处存在海洋。

“我们的辐射计（一种测量电磁辐射的辐射通量的装置）首次穿透木卫二和木卫三上的冰层。”朱诺号首席研究员兼天文学家斯科特博尔顿表示。朱诺号揭示了木星神秘的极光和旋转的极地气旋的壮观景象，它绘制了木星磁场的一个奇怪区域，绰号“大蓝斑”，且不同于地球上的风暴。朱诺号的太阳能系统及其装甲拱顶可以保护敏感电子设备免受木星辐射的影响，事实证明这是一种非常有效的设计，Juice工程师同样采用了类似的措施。

在过去几十年中，无数的人类太空探测器到达外太空，比如美国宇航局的先驱者10号于1973年飞越木星，六年后两艘航海者号宇宙飞船也飞越了木星。伽利略号宇宙飞船从1995年开始绕木星运行，从而发现了木星的磁场。包括现在，朱诺号轨道飞行器仍在执行其扩展任务，就在4月8日它完成了自2016年以来第50次近距离飞越木星。我们很难预测朱诺号在Juice到达时是否还会继续前进，但新飞行器将在前面数代航天器的基础上进行改进和优化，也相当于继承了“前任们”的成就。