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原作：Joanna Barstow
翻译：钟艺
校译：肖智颖
编排：刘斯媛
后台：朱宸宇
原文链接：
https://www.space.com/europe-juice-jupiter-mission-lauch-april-13-highlights
欧洲JUICE号已于4月13日发射（图片来源：pacecraft: ESA/ATG Medialab; Jupiter: NASA/ESA/J. Nichols (University of Leicester); Ganymede: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/University of Arizona; Callisto and Europa: NASA/JPL/DLR）
“木星冰卫星探测器”(JUICE)已于本周四（4月13日）从位于法属圭亚那库鲁的欧洲航天局(ESA)航天港发射升空，开始为期8年的木星之旅。
探测器预计将于2031年7月抵达木星系。欧洲航天局的航天器不仅将研究木星这颗气态巨行星，而且将观测其下的三颗海洋卫星。
欧洲航天局于4月6日（周四）举办新闻发布会，欧洲航天局行星科学家Olivier Witasse在会上发言:“我们的主要研究对象是木星及其冰卫星，即木卫二（Europa）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto）。其中木卫三在太阳系中十分特别，因此也是我们重点研究对象。”“木卫三是太阳系中唯一拥有磁场的卫星，也是太阳系中最大的卫星。我们主要是为了探究这些冰卫星及巨型行星（比如木星）周围是否有可居住的环境。”
Witasse补充道，“木星系俨然是个小型的太阳系，因此了解木星及其卫星也可以帮助我们对整个太阳系有更加充分的认知理解。”
欧空局表示，“除了探究重要的科学目标外，在其旅程和任务过程中，JUICE探测器已创造了数次历史。”
譬如，JUICE已成为首个绕地球以外的卫星运行的太空飞行器，届时其环绕木卫二运行。此外，JUICE也是第一个在行星和其卫星之间变轨的航天器。
甚至到达木星之前，JUICE就已然创造了新的历史。在其8年的旅程中，JUICE已成为首个同时利用地球和月球引力进行“重力助推”的航天器。
01
JUICE航天器
JUICE的本体呈现为一个4.09 × 2.86 × 4.35米的立方体。据欧空局所述，“未加装燃料时，航天器的质量为2.4吨，但JUICE将携带3.65吨的推进剂一同升空。”
JUICE任务从先前木卫二轨道器提案（EJSM-Laplace）脱胎而来，重新调整了研究方向，成为了欧空局2015-2025年“宇宙愿景计划”的一部分。
2012年4月，JUICE在诸多计划项目中脱颖而出，如拟议中的先进高能天体物理望远镜(ATHENA) X射线望远镜和新引力波天文台(NGO)。同时，JUICE任务于同年5月向公众宣布。
欧空局科学家Alessandro Atzei在新闻发布会上说:“过去十年中，我们耗费了大量时间来设计和开发JUICE航天器。”“这个航天器外形庞大，许多特征十分醒目。”
欧空局表示，JUICE任务估计耗资16亿欧元，是23个国家、18个学术机构和83家私营公司的“全球”合作产物。从设计到发射，大约有2000人参与了这项任务。
空中客车国防航天公司（Airbus Defence and Space）在JUICE开发中发挥着突出作用，该公司于2015年7月被宣布为该任务的主要承包商。
2022年4月5日，JUICE航天器在法国西南部图卢兹的欧空局总部的洁净室中。(图片来源：LIONEL BONAVENTURE/AFP via Getty Images)
空客科学项目负责人Justin Byrne解释说，“JUICE由来自西班牙、英国、荷兰和波兰的空客团队制造而成，其中大约有500名工程师。工程师们尤其需要考虑到以下情况，即航天器在木星周围执行任务时会遇到恶劣空间环境。”
Byrne在新闻发布会上说：“JUICE遇到的环境极其恶劣。由于温度极端、辐射水平高、磁场强大以及光能极低，我们很难产生航天器所需的电力。”
JUICE的两个“翅膀”收集阳光并将其转化为电能，每个翅膀由五块太阳能电池板组成，每块板大小为 2.5 × 3.5米。欧空局表示，所有的太阳能电池板都可以承受-230℃~110℃的温度。
Byrne补充说道，“JUICE携带的仪器非常复杂，而且非常敏感，会产生大量极具价值的数据，都必须传回地球。”据欧空局称，这些仪器都史无前例的强大，能发射到火星外，主要有遥感、行星物理和原位载荷实验设备。
总共包含10个仪器，譬如
木星和伽利略卫星（木卫三）的引力和行星物理无线电套件：研究木卫三的引力场；
冰木卫内部海洋范围的RIME探冰雷达；
JANUS相机系统：研究环卫星时绘制木星云层及其变化过程。
这些仪器中有许多都是磁敏感的，因此用一个10.6米长的可展开机械臂与JUICE主体隔开。JUICE也有几个3米的机械臂，以四面体的形式安装在航天器主体。JUICE的一些有效载荷配备了自己的天线，长度从16到2.5米不等。
这张图展示了JUICE号的旅程，以及对将其送入木星系的引力进行了说明。(图片来源:ESA/ADS)
02
木星之旅
在其8年的旅程中，JUICE将利用地球、金星和月球进行四次引力加速，使其进入到达木星的轨道，从而节省推进剂。
根据欧空局的时间表，JUICE将于2024年8月前往近地点时，从地月系中获取能量，获得第一次引力加速。官方称其为“月地引力弹弓(LEGA)”，这将是人类首次进行上述操作。
Atzei补充说：“第一次引力加速将非常具有挑战性，因为它不仅利用了地球引力，也利用了月球引力，这意味着我们必须一次性飞跃地球和月球。所以这将是有史以来最精确的引力加速机动。”
为了能够在2025年8月实现下一次引力加速，JUICE将前往金星，然后分别在2026年9月和2029年1月返回地球进行下一次引力加速。
据欧空局称，JUICE航天器将于2031年7月抵达木星，但其科学任务将在进入木星轨道前大约6个月开始，届时它将在接近木星的过程中对该系统进行观测。
艺术想象图：描绘了JUICE航天器接近木卫三时的场景。(图片来源:ESA/ATG MediaLab)
03
JUICE的任务是什么？
JUICE任务将侧重于欧空局2015-2025年“宇宙愿景计划”的两个关键主题，即行星形成与生命出现的条件和太阳系的运行方式。
为了回答上述问题，航天器将对木星的四颗主要卫星中的三颗进行35次逼近飞行，对更大范围的木星系统进行检测，并对木星的大气、磁环境、星环系统和更小的卫星的情况进行描述。2032年7月，这一系列的行动将会让JUICE在木卫二的冰壳下飞掠两次，以寻找液态水。此外，该航天器还将寻找先前探测到的水汽羽流，其来源是这颗木星卫星。
在多次飞越木卫四的过程中，JUICE将研究这颗卫星的陨石坑和古老的地表，其地下可能还隐藏着海洋。与此同时，这些逼近飞行能帮助JUICE改变其轨道，这对航天器在2032年至2034年期间到达木星上空的高纬度地区至关重要。
环绕这颗气态巨行星三年后，JUICE将于2034年12月在这颗行星和它的一个卫星之间进行一次大胆的变轨，这将是地球上的航天器首次尝试。此时，该任务将开始记录木卫三上的海洋、冰壳、组成、表面、环境和活动情况。
进行这些调查的其中一个重要原因是为了寻找宜居条件，但这与寻找生命截然不同。
“我们不会用JUICE来探测生命，”威塔斯说，“我们将研究一些有趣方向，例如生命和宜居性之间的关系，尤其是关于卫星稀薄大气中的水蒸气问题。”
Witasse补充说，“就科学目标而言，JUICE任务最重要的部分之一就是它极其广泛的多学科协作。”然而这位欧空局的科学家向我们分享了他最兴奋的任务，“要想实现科学界的目标，我们还有很多工作要做，但如果让我画个重点的话，那就是需要更多地了解冰卫星表面下的液态水。在这些冰冷的表面下，有很多液态水，这是非常有趣的，这也将是这项任务最有趣的一面。”
当然，天下无不散之筵席，JUICE将在2035年进入木卫三轨道一年后走向毁灭。此时，该飞船的推进剂应已然耗尽，由此“脱离轨道”，最终垂直坠落到太阳系最大卫星的冰冷表面，对木卫三产生擦地冲击。
责任编辑：DAIKIN
牧夫新媒体编辑部
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2012年3月16日，从国际空间站拍摄的照片中，恒星在同心圆上留下一道道光。
影像来源：NASA/Don Pettit
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