) A5 w5 R8 H, F) ]: `. j4 R
: h! O; y& B9 f+ l. C ·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。 Q# o$ R+ w1 N F0 E
3 d! S: e' ` ~+ k# p' @- b
哈勃望远镜2021年对木星的观测。
+ R7 Q3 ]# A) U0 O5 J. P! F6 S, Z% A, T' |
4月14日,欧洲航天局成功发射木星探测器JUICE(Jupiter Icy Moons# p& U6 _( u% r
Explorer),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。 1 r v+ |* e# [! X
# l5 ]5 y% S. {2 X# y3 l
- t6 Q$ x9 `% j% @: c3 X1 i
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。
6 ~) |8 E e/ x! S/ T* @
' U) g$ T5 e$ s& ]! H * ?8 q. w9 c+ \
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。 ( Q' {" j5 k. f* A. i, W; h1 m. [6 Q
) {, _: s& t( u" p0 m # L0 O' |7 S E4 W7 ?
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。
# ^/ u( A/ C: D2 h) V4 ]+ T: l. d7 l
0 b: Q5 d" \$ N+ Z% M% c+ N0 K3 h 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。 2 |+ n5 l1 s3 M- C2 B
6 q6 J1 L7 H' u 7 s! ^. X- o8 n6 l7 |
+ W9 a/ x+ Y0 ^, W 木星最大的几颗卫星。
. Y q$ R1 S2 w' f; l) _/ O. X6 }' M" U- W
+ I# \" a4 h2 _; f2 K. w* X) S3 _ 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: . Z+ {% n$ i4 m& x, K5 V' v
* @! b( t* [5 a' V' K$ x, D1 @ 1、木星的海洋世界是什么样的? + m+ _" S2 E7 Q; E( _, q
/ e4 s, `: x# ]2 `( A
) m% A3 f3 S0 M; n9 S" q 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。
, b, W& f+ p; P9 a7 x: N4 ~
+ Y' t9 x& c0 h# G- D* u % [" H4 l# R% b* t! e! {' ~+ z
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。
5 e/ I0 e7 @2 m+ ]% c+ y' a: u. D
8 x, J6 ^5 { Y6 i 2、木卫三为何如此独特? ' x S# Q, L/ j# z0 L7 I
6 h$ ~0 K; A8 E- b# |% K
) `# a' k* Z* f& p 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。
; O* [, B* R$ B5 ^/ A8 e: I7 h4 H' z% d* [3 R5 F0 s6 ~/ G& b
) q) R' k7 u4 f1 t" U' H 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。
; v/ a" J( M5 U/ N) V: P" k) o8 P3 D' ]
3、木星系统中是否存在生命? : r) A1 F9 W! N+ C* i( {
* I/ M1 E6 B/ a2 r/ F
: P" @- q2 ~" P! ~ 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。 9 c0 U" k4 [ e. ]+ T( k1 O, p
$ |6 d2 `0 v. a5 R
/ K; Z" v! T; ^+ l 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。 % l# A/ H( ^1 X, }+ P$ g: v
% C( B" k% w1 b
4、木星复杂的环境如何塑造了它的卫星? ; b. f1 \( @' W$ u" }0 R: j) l" u$ ^
* u$ N0 ]# V1 I% {. X . V2 V5 [- w2 ?% A: x* C+ H
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。
1 Y5 [" I( r$ ]: G3 `% O1 m: e/ }. A2 K9 q1 Z! H- I* [
5、典型的气态巨行星是什么样的? ) Q5 c! d7 S/ n9 {$ e
, Y9 Z8 v7 M6 f6 K% _2 f. ]; w
2 Q, T9 B- ?' A: n+ V! Z! B
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。 1 q* H Q, u" Q
) i3 L% c! t! B/ b1 q3 A( x : X: _. C/ `: `% q# @( G
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。 3 @4 V" v. c" `2 v
5 N0 x8 L( P9 t" V3 Q . m' g- Z0 D4 T) K( F1 h# I& S
catalogs:115955;contentid:11238169;publishdate:2023-04-15;author:黄童欣;file:1681515633818-49fdf7fd-5da2-4a81-97fa-6ae6bfc9bdb4;source:29;from:澎湃新闻;timestamp:2023-04-15& }. s- j t% P& ~# T& y
07:40:31; ' M: e4 ^. ~3 s* T# Z# i
: H' m. U0 l& P) B1 h5 z# u1 |8 w
[责任编辑:
: P$ M& ^2 Y. i3 ]1 ^# ]* y7 z2 l% r/ h+ a# g
]
0 F0 S: J( Z* N ?7 f+ u* m% [0 P( }$ d; a2 }
1 D3 {: m, Z2 u# u2 g/ a
8 i0 i- F7 J% ^1 A# ?
* p+ K/ E3 e4 D* T$ I8 g
: J8 \6 w4 K, g; B1 b { |