|
{0 w" m' I# S/ p* f# h( s# j
: [6 C0 x3 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。
0 I' K6 B+ G: S! E* e7 n' N% t8 F) r& F7 R% y! X" X' \+ C
哈勃望远镜2021年对木星的观测。 2 `% Q0 j' h% P6 q3 h3 t
5 k. \: a9 G" p% i 4月14日,欧洲航天局成功发射木星探测器JUICE(Jupiter Icy Moons
. h7 H3 l6 V" w- n, W" J3 q4 B 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。 6 O% O0 k6 O! a i
3 k3 i4 B/ d/ Q. i& R4 m/ F! R7 W( T
6 ]% f/ y3 r2 V9 Y 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。
& A' C6 W0 D/ E1 A7 L% x9 E% U8 V+ N+ E9 x% q0 P( s( c
: h' p! B# S- v) W' F6 E5 o 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。
7 K" |1 u. i8 [, F0 ?+ y& T
8 T, Z' z& F8 Q' ^5 w ' }7 K3 m# d0 Z$ U
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# Q v+ _6 O+ r0 D
2 R+ ?. L: v9 \& O" f9 V* W- p : G% x9 C% x v4 a* p9 [' H9 s
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。 ! x8 n$ }- |" F3 s5 g8 f
$ L, ?0 T0 v$ a4 ?9 ~ 
0 Y" h5 a/ M# ]# y
% w, x5 l1 {9 W% ~* e 木星最大的几颗卫星。 + h" Y0 r8 o3 T' B: J) H
* L5 {6 R) J6 N9 U- x
$ e4 a9 s J' x
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: , o; M# i# f% a
! h) Q. N$ j& L3 p Z# P6 h 1、木星的海洋世界是什么样的? f- r9 i- v+ a$ q- ~8 D
, n, e0 o$ u/ M w% q( u
$ c, A' t z- _! I: @% N% M2 l 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。 & R. t8 T8 x4 ^/ M3 b
4 [2 z" f. Z* r5 }% h( ^ d 5 o* s) F/ w0 C3 i7 T
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。
e3 u, f( K4 S9 s) v; h4 D$ m u" a% Q* I/ r# i
2、木卫三为何如此独特?
1 D/ D5 Z5 z: t, A; V+ W6 W9 Y. R& h# Z/ _/ L
% ]: }$ g7 L0 K. L3 |( A; t
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。
+ ~$ h' e* V. h: n; `
: r+ E3 N5 m* w/ Y" B ) W7 Q6 p( D& X m2 T
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。
/ a& J, Q x" W% E' \
- G. q; y3 j) z$ u 3、木星系统中是否存在生命?
3 o) B# {7 b! l+ I: {# b2 O8 ^; N4 r5 }, d
% k1 l# q* v* M& X4 `) v6 N3 [' g1 D0 t
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。 % Q- l# e0 l: a! N
) \8 [" A ^ p0 O
7 m8 j1 {. z4 ?" O7 F& z 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。
* \1 O6 i) f7 K: _* ]2 ` y+ v9 ^) G4 Q/ @+ b- n" H
4、木星复杂的环境如何塑造了它的卫星? m7 w; C5 v1 D/ k
2 J5 E+ y, L& f% c
5 v7 _7 _ y: V0 D- @2 J
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 s4 q6 i# X+ d# d8 J
9 ?9 t( S: \7 h7 ?& n
5、典型的气态巨行星是什么样的? 2 R! f! v8 d8 [& _1 o- W
3 u Y+ K# Z1 y/ |+ J
* z9 u: s' B: F 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。
" R- l7 K: |. O& t( R" l$ M7 H. Z( M1 Q G" m. \ d2 {
& c' ] P( y3 ~- i 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。
) D+ p, D9 \! y4 W6 j) q- \. H* {9 n! v
! H, Q3 e& Q; W1 J2 r
& H) _1 A$ u A. W3 @4 Z 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/ y3 @5 y( g, \- b/ P7 f3 L
07:40:31;
; q }8 q( n9 F3 q1 B' U+ p$ x" I K6 P d& `6 D# ~7 o
[责任编辑:5 N8 z9 Z5 v0 h" f _, [6 q
0 f$ k4 I" C9 W U9 K
]
# x0 w+ S3 x1 p _" m6 c1 {
/ e9 N' R1 q0 f) G/ e4 a" O/ G
' ~/ A0 t7 k: y7 m7 h/ Z+ {9 v7 G) s( I
/ D# p: u! b2 u& |' Z9 V; ]" j [
|