成功发射！欧洲探测器飞向木星，将探索木星卫星是否适合生命栖息

• 2023-04-15 09:57:35 来源：澎湃新闻

澎湃新闻记者 张静

(资料图片)

欧洲木星探测器2023年4月发射，2031年7月抵达木星，将解开五大谜团，探讨两个核心主题：太阳系是如何工作的？行星形成和生命出现的条件是什么？JUICE的核心目标之一是确定木星的卫星是否是可能的生命栖息地。

哈勃望远镜2021年对木星的观测。

4月14日，欧洲航天局成功发射木星探测器JUICE（Jupiter Icy Moons Explorer），将在未来数年后探测木星及其卫星木卫二、木卫三和木卫四。气态巨行星木星已知卫星92颗，是太阳系中拥有最多卫星的行星。

为了进入正确轨道，发射窗口只有一秒钟。幸运的是，直到4月底，JUICE每天都有一个这样的一秒钟窗口。第一个一秒钟窗口是世界标准时间4月13日12时15分。但由于雷电风险，JUICE任务推迟到世界标准时间4月14日12时14分。

按照计划，JUICE搭乘阿丽亚娜5号火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射，2031年7月抵达木星。8年时间里，探测器将飞越地球和金星，弹射到木星轨道。2024年8月，探测器将开展第一次引力辅助飞掠，借助地月引力在1.5天后飞越月球，然后飞越地球。2025年JUICE将再执行一次引力辅助，飞越金星，2026年和2029年飞越地球，最终飞向木星。在绕木星运行时，将飞越木星的3颗大卫星35次，然后变道至木卫三的轨道。

根据欧洲航天局的声明，JUICE将监测木星复杂的磁场、辐射和等离子体环境，及其与卫星的相互作用，研究木星系统作为整个宇宙气态巨行星系统的原型。其中，木卫三是JUICE任务的主要科学观测目标，这是太阳系中最大的卫星，比冥王星和水星都大。

JUICE还将从远处观察拥有400多座活火山的木卫一，以及木星更小的卫星，包括木卫十六、木卫十五、木卫十四、木卫五，不过这些不是JUICE任务的主要焦点。

欧洲航天局表示，JUICE将解开五大谜团，探讨两个核心主题：太阳系是如何工作的？行星形成和生命出现的条件是什么？JUICE的核心目标之一是确定木星的卫星是否是可能的生命栖息地。以下是JUICE将优先探索的五个领域：

1、木星卫星的海洋世界是什么样的？

木卫二、木卫三和木卫四被认为在冰壳下隐藏着液态海洋，这些卫星加在一起可以容纳相当于地球海洋6倍的水。它们的海水有多深？是咸水还是淡水？咸水含量有多少？JUICE将探测它们隐藏的海洋层和冰壳，了解稀薄大气的形成条件。

三颗卫星的表面不同，有些卫星上有地质活动的证据。JUICE将探测当前的地质活动水平，探查这些卫星在过去的活跃程度，并绘制图像，包括它们的质量在内部是如何分布的、内部如何演变、是否经历过构造运动或冰火山活动。

2、木卫三为何如此独特？

在木卫二、木卫三和木卫四中，木卫三是太阳系中最大的卫星，比冥王星和水星都大，也是唯一一颗拥有固有磁场的卫星。要知道，太阳系中只有两个固态行星能产生像木卫三这样的偶极场，一个是水星，另一个是地球。所以木卫三是JUICE任务的主要科学观测目标。

通过观测木卫二和木卫四，对木星的3颗卫星进行比较研究。JUICE的10套复杂仪器将测量木卫三的旋转方式、重力、形状和内部结构、磁场、成分，并使用雷达穿透其冰壳，深入到大约9公里处。JUICE还将调查木卫三大气中的水蒸气和其他物质。

3、木星系统有没有可能的生命栖息地？

JUICE的核心目标之一是确定木星的卫星是否是可能的生命栖息地，因此将研究这些卫星上的海洋、磁场、潮汐效应、轨道、表面活动、大气和空间环境等，确定3颗卫星上是否曾经出现过生命所必需的条件。JUICE的高分辨率测绘将寻找生物必需和重要的元素，如碳、氧、氮、镁、铁。

由于冰壳下隐藏着液态海洋，这些卫星有着令人兴奋的生命前景，表征它们的宜居性将产生深远的科学影响，远超木星系统本身，并将帮助我们了解整个宇宙中冰冷世界的宜居性。JUICE将揭示更多关于其他恒星周围类似行星系的宜居性前景。

4、木星复杂的环境如何塑造了它的卫星？

木星的磁场比地球磁场强20倍左右，JUICE的目标之一是了解这颗行星复杂的磁环境，包括这种环境如何塑造木星卫星上的环境、木星和卫星如何相互作用。除了磁场和辐射，JUICE还将研究木星复杂的引力环境，以及卫星轨道动力学之间的关系，也就是拉普拉斯共振。木卫三、木卫二和木卫一轨道的共振率是1:2:4，也就是木卫三每环绕木星一圈，木卫二就绕两圈，木卫一绕四圈。

5、典型的气态巨行星是什么样的？

木星系统不仅是太阳系内气态巨行星的原型，也是许多现在已知的围绕太阳系以外恒星运行的巨行星原型。了解木星及其卫星的起源、历史和演化，有助于揭示在围绕其他恒星的类木星系统中可能出现的宜居环境。

JUICE的目标之一是了解气态巨行星及其卫星是如何形成和演化的。比如是什么过程驱动了木星的天气、化学和气候，这些是如何随着时间推移而在这颗典型的巨行星上发生变化的。JUICE将从轨道上探测木星在不同时间尺度上不断变化的大气层，探测木星大气层的下层、中层和上层，揭示这些不同层如何连接和组成，能量、物质和风等如何在这些层之间垂直和水平移动，彗星和其他小天体撞击等外部因素如何影响木星大气。

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