本文首次发布于2023年3月24日,并于2023年4月14日和2023年6月8日更新。
木星冰冷卫星探测器(JUpiter ICy Moons Explorer,简称“JUICE”)已离开地球,开始为期八年的木星之旅。
该航天器的任务是研究绕太阳系最大行星运行的冰冷卫星是否能够维持生命。
木星最大的几颗卫星——卡利斯托(Callisto)、欧罗巴(Europa)和盖尼米德(Ganymede)——据信含有大量水体,超过地球海洋的总水量。
意大利天文学家伽利略·伽利莱是第一个观测到木星及其最大卫星的人。
他于1610年用自制望远镜首次发现的这四颗卫星,至今仍被称为“伽利略卫星”。借助现代技术,天文学家此后又在这颗太阳系最大行星的轨道上发现了七十多颗其他卫星。
如今,人类即将更加近距离地观测木星卫星,尽管仍是在地球上舒适地进行。木星冰冷卫星探测器(JUpiter ICy Moons Explorer,“JUICE”)于4月14日从法属圭亚那的欧洲航天港升空。
该航天器将携带一块铭牌,上面复刻了伽利略的《星际信使》(Sidereus Nuncius)书页,其中记录了他对这些卫星的观测,以纪念这位天文学家。
JUICE的木星之旅
JUICE是一项国际合作项目,由欧洲航天局(ESA)牵头,多个成员国参与。航天器将借助地球和金星的一系列引力弹弓飞掠获得推力,飞行数亿公里前往这颗遥远的行星,预计于2031年7月抵达。
如果一切按计划进行,JUICE随后将用接下来的四年时间绕木星飞行,并对其卫星进行飞掠探测,尤其关注三颗拥有海洋的大型卫星——卡利斯托、欧罗巴和盖尼米德作为潜在的宜居环境。有望于2034年12月成为首个环绕太阳系外围某颗卫星飞行的航天器。
要使JUICE安全往返,需要极为先进的导航技术,依赖欧洲航天局位于西班牙、阿根廷和澳大利亚的深空天线网络“Estrack”,并由位于德国达姆施塔特的欧洲空间运行中心进行远程控制。
“这是我们发射过的最大规模的深空任务,它需要灵活地环绕太阳系最大行星的卫星飞行,并进行不少于35次飞掠。”任务飞行运行总监安德烈亚·阿科马佐(Andrea Accomazzo)解释道。“JUICE对木星及其卫星的探测将要求我们开展长达十年、我们从未做过的运行,过程中很多环节都可能出错。”
木星的卫星能否支持生命?
科学家认为,木星最大的几颗卫星在其表面之下储存着大量水体,可能远超地球海洋中的水量。
“这些行星大小的卫星提供了诱人的线索,表明生命所需的条件可能存在于我们的家园之外——或许存在于环绕巨行星而非炽热恒星运行的世界上,”欧洲航天局表示。木星及其大型卫星家族代表了宇宙中巨型气态行星系统的原型,因此是太阳系中最引人注目的目的地之一。”
由空客制造的JUICE航天器重6.2吨,将利用10台先进的科学仪器从卫星收集数据。这些仪器包括望远镜、穿透冰层的雷达以及传感器,以帮助探测木星卫星上是否可能存在微生物生命。JUICE任务的九个月时间将用于更深入地环绕太阳系最大的卫星盖尼米德飞行。
“这台被称为Janus的高分辨率可见光望远镜将在非常靠近卫星的位置拍摄出精彩的照片,因为我们将在仅400公里的高度进行飞掠。这些照片将极为震撼,”空客防务与航天公司JUICE项目经理Cyril Cavel告诉BBC新闻。
欧罗巴快船(Europa Clipper)任务
在JUICE任务探测木星三颗卫星的同时,美国国家航空航天局(NASA)的欧罗巴快船任务将仅专注于欧罗巴。这颗卫星是木星伽利略卫星中最小的一颗,但有充分证据表明,其冰层之下存在大片水域,可能为生命提供合适的环境。
“木星卫星上存在广阔海洋——欧罗巴快船任务已具备条件以确凿证实并描述其特征——这正是使欧罗巴成为更好理解地球之外宜居世界天体生物学潜力的极具前景的场所的原因,”NASA表示。
欧罗巴快船计划于2024年10月发射,并于2030年抵达木星轨道。该航天器将刻有美国桂冠诗人艾达·利蒙(Ada Limón)的一首诗,题为《赞美神秘:献给欧罗巴的诗》(In Praise of Mystery: A Poem for Europa)。 这是NASA“瓶中信息”(Message in a Bottle)活动的一部分,该活动旨在表达地球“伸出手去,理解是什么使一个世界变得适宜居住”的愿望。
全世界任何人也都可以在前往欧罗巴的星际瓶中信息上留下自己的名字。凡成功向NASA提交个人信息的人,其姓名都将被刻入欧罗巴快船的微芯片中。所有姓名须于今年年底前提交。
欧罗巴快船与JUICE团队将展开合作,以确保两项任务尽可能多地获取证据,并每年召开一次联合会议。
使太空探索更具可持续性
欧洲航天局与世界经济论坛及其他机构合作,帮助创建了全球首个太空任务可持续性评级。太空可持续性评级旨在减少太空碎片,并确保太空探索更具可持续性。
论坛表示:“地球轨道上有超过一百万个大于1厘米的物体,其中4000颗为卫星。未来十年还计划新增约6万颗卫星。必须实施一项战略以减少未来的太空碎片。”



