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欧洲探测器飞向木星：8 年后抵达，将探索是否适合<span class="sensitiveWord">生命</span>栖息-通讯

来源：金羊网时间：2023-04-15 06:05:36

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。

【资料图】

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。

来源 | 澎湃新闻

责编 | 杨楚滢

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