把“果汁”送到木星，需要8年

北京时间4月14日晚，欧洲航天局在法属圭亚那发射场通过阿丽亚娜5号运载火箭，将耗资 11 亿美元的木星冰月探测器JUICE送入轨道。JUICE预计要花8年的时间才会抵达木星系统。在那里，它将花费数年时间围绕冰冷的木星卫星飞行，并更多地了解它们是否有适合生命生存的环境。

JUICE的全名是Jupiter Icy Moons Explorer，字面意思是“木星冰月探测器”。它探索的目标是木星的卫星，这是人类历史上首次派探测器深入研究木星的卫星，而这也是人类发送的探测器首次进入除月球外太阳系其他天然卫星的轨道。接下来，我们一起去了解这颗强大的探测器吧——

木星是太阳系中最大的行星，是一颗气态巨行星。木星的内部温度非常高，大气压强远远高于地球，这样的环境一定不会适应地球任何一种生命生存，所以科学家排除了在木星寻找外星生命的可能性。然而，科学家们经过观测和理论研究发现，木星周围的木卫二、木卫三和木卫四可能有地下咸水海洋。咸水海洋有利于嗜盐微生物的生存与进化，因此这些卫星可能存在地球之外的生物。

木卫二直径3122公里，它的赤道附近表面温度只有零下160摄氏度，但在其巨大的表面冰层以下，蕴藏着一个深达几十公里的巨大海洋，总水量达到地球海洋的2～3倍。

木卫三的直径达到5270公里，是太阳系里最大的卫星（比水星还大）。它也是目前已知太阳系中唯一拥有磁场的卫星。木卫三本身也拥有一个巨大的地下海洋，因此它是否具有宜居性一直是科学家好奇的问题。这颗神秘的卫星也将是JUICE最主要的探测对象。

木卫四略小于水星，是太阳系第三大卫星，距离木星188万公里，基本处在木星磁层外，已被木星潮汐锁定，因此木卫四始终只有一面朝着木星。天文学家推测它可能也拥有100多公里深的地下海洋。

木星还有众多的迷你卫星在多种不同轨道上运行。正因为木星和它的一众卫星组成了如此丰富精彩的世界，木卫系也被喻为“小太阳系”。因此，科学家认为，研究木卫系将有助于人类了解太阳系的形成和演化的历史。

木星是太阳系中辐射环境最为恶劣的行星，它强大的磁场加速了其附近的带电粒子，并产生强烈的辐射，会严重干扰航天器的电子设备，离行星越近，辐射就越强大。因此，JUICE必须配备精心设计的辐射屏蔽罩，以保护其敏感仪器。

木星距离太阳约8亿公里（是地球距离太阳距离的5倍多），因此JUICE接收的阳光将远远少于绕地球运行的卫星。为了产生足够的电力为JUICE提供动力，研究人员为JUICE配置了两翼展开式太阳翼，共10块太阳电池基板，总面积达85平方米，包含2356颗太阳能电池。这也是有史以来空间科学探测任务中所使用的最大规模太阳能电池阵列。

稳定的工作温度环境是探测器设备正常工作的必要保障。在飞向木星的漫长征途中，探测器将飞往金星进行借力，受到极强的太阳光照及金星反照影响，JUICE将经历250摄氏度的高温环境；抵达木星后，在木星等天体遮挡太阳光照期间，它将经受零下230摄氏度的极低温考验。为此，JUICE采用了新型隔热多層包覆技术，确保平台内部温度环境稳定。

除此之外，JUICE还配置了大口径高增益天线用于对地通信，及携带大量推进剂用于实施轨道调整，等等。

JUICE的旅途遥远，任务艰巨。为了顺利到达目的地，又节省燃料，工程师精心地为JUICE设计了一条华丽的飞行路线。

在离开地球后，JUICE并不是径直飞向木星，而是会在地球和金星之间转悠一段时间，它将有4次借助地球和金星的引力帮助其加速，俗称“引力弹弓”。直到8年后，它才会抵达木卫系。

根据计划，JUICE将于2024年8月飞越地月系，2025年8月飞越金星，2026年9月和2029年1月再度飞越地球，随后才能进入木星转移轨道。其中，对地月系的飞越被称为月地引力辅助——先令探测器飞越月球，一天半之后再飞越地球实现加速，这也是第一次有航天器做这样的尝试。

最后一次与地球挥别后，JUICE还要在茫茫宇宙中飞行两年半。但科学家们并不想让它闲着，于是安排了它在2029年10月前后顺道看一眼223号小行星罗萨，这是一颗距离太阳约3.0天文单位，位于主带中的司理星族小行星。

在进入木星轨道前半年，JUICE将被唤醒，投入科学探测。探测器进入木星系后，将利用木卫四与木卫二的引力调整轨道，对木卫二南北半球中纬度地区进行探测，确定其是否存在液态水或地下海洋，以及确定非冰物质的化学组成。随后，再多次借助木卫四抬高轨道倾角，实现对木星高纬度地区，重点是木星大气层、木星磁层的探测。

2034年12月，JUICE将进入环木卫三的轨道。在木星的引力摄动下，探测器轨道的偏心率不断调整，最终它将进入一条距离木卫三表面约500公里的圆轨道，重点考察木卫三的磁场、空间环境、表面组成、海洋分布等，还将完成对其三维地图的绘制。

事实上，科学家们非常确信在木卫三上并没有生命，所以JUICE航天器将在其任务结束后（计划是2035年末），以撞击木卫三表面的方式结束自己漫长的旅程——以避免撞向木卫二，使其受到地球微生物的污染。

此外，美国也将计划于2024年发射一颗木卫二探测器木卫二快船（Europa Clipper）。如果一切顺利的话，木卫二快船可能会比JUICE更快到达木星（大概在2030年抵达木星）。届时将同时有2个探测器在木卫系工作，人类深空探测将呈现全新的格局。

星空浩瀚无比，探索永无止境。“果汁”探测器已经开启木星探秘之旅，而中国人追天筑梦的脚步亦未曾停歇。《2021中国的航天》白皮书指出，未来中国也将实施小行星探测、火星采样返回、木星系探测等任务。