环球即时：欧空局为木星送去一杯“果汁”，或将揭开那里“冰月亮”的奥秘？

来源：科普中国网 2023-04-18 17:55:17

木星是太阳系中最大的行星，其质量占据着太阳系除太阳外所有天体物质总量的百分之七十多，是除自身外所有行星加起来的二点五倍，是地球质量的三百一十八倍；而且木星又是个大家族，卫星众多，现已发现的就达到了九十五颗之多。

(资料图片仅供参考)

木星就像太阳系里一颗小太阳，带着自己众多的子子孙孙们围绕着太阳旋转。研究木星及其家族，对了解太阳系以及人类未来走向有着重要意义。

欧空局于4月14日发射了一颗前往木星的探测器，叫Jupiter Icy Moons Explorer，意译为“木星冰月探险者”，而其简称JUICE，正好又是果汁的意思，因此人们把这艘探测器又称为“果汁”，是欧空局行程几十亿公里慰问木星的一杯“果汁”。

这杯“果汁”探访木星的主要任务，是探索木星的几颗冰卫星，也被称为“冰月亮”。这是因为这几颗卫星表面温度都在零下一百五十到零下一百七十摄氏度之间，因此表面都被厚厚的冰层冻结覆盖；而月亮是地球的天然卫星，人们将这种称呼拓展到其他行星的卫星，因此也就将木星的这些冰冻卫星称为“冰月亮”。

“果汁”就是带着满满的诚意，前往木星访贫问苦。它将孤独的在太空中旅行近八年时间，于二零三一年到达木星，主要是对木卫二、木卫三、木卫四等几颗“冰月亮”进行近距离访问，最终将成为木卫三一颗人造卫星。这将是人类首次围绕着其他行星天然卫星飞行的探测器。

科学家们为什么对“冰月亮”这么感兴趣呢？因为在那冰盖神秘面纱下面，隐藏着许多还不为人知的秘密。

其实从上世纪开始，人类就开始了对木星行星的观测和探索，NASA已经派出了多艘无人航天器前往木星考察，包括先驱者十号、十一号，旅行者一号、二号，伽利略号，朱诺号、新视野号等等，对木星包括一些卫星已经有了一个初步了解。

但那里天高皇帝远，要将详细情况弄清谈何容易。“果汁”的任务就是在之前探索发现的基础上，对木星这几颗冰卫星进行更专业专门的观察了解，争取揭开冰层面纱下面的奥秘，看看那里到底有没有可能存在的生命迹象。

这次任务的立项和研究历经十一年，耗资十七亿美元，凝聚了法国、德国、意大利等欧洲国家和美国、日本等国科学团队的研发精华。

“果汁”携带有多方面先进的科学仪器，包括并不限于：激光高度计，可以研究冰卫星的潮汐形变和地形地貌；冰卫星探索雷达，具备深入冰层的探测能力，可以研究冰卫星表层下面九千米生的结构；3GM无线电套装，将用于研究冰卫星的重力场、内部海洋范围、木星及其卫星的中性大气和电离层结构等。

按计划，“果汁”在二零三一年到二零三四年间，将对木卫四进行二十一次飞越，最近时距离表面只有两百公里；期间，二零三二年七月起，“果汁”将会两次飞越木卫二，最近距离只有四百公里，主要目的是测量其冰层厚度，寻找有机分子和生命迹象。

在这之后，探测器将启动主引擎，进入环绕木卫三的轨道，在五百公里高度运行至少9个月，将这颗太阳系最大的卫星“看”个明白。当携带的燃料告罄后，为了确保不污染木星的其他卫星，JUICE将以撞击木卫三的形式以身殉职，残骸永远留在木卫三上。

“果汁”的任务终结在木卫三，那么木卫三有什么特别之处呢？我们现在一起来了解一下。

木卫三不但是木星众多卫星中的老大，还是太阳系迄今已知所有卫星的老大。木卫三直径约为五千二百六十二公里，质量约为一点五万亿亿吨。从这个体量可以看出，其体积已经超出了作为八大行星之一的水星，不过由于其密度较小，质量远远小于水星。

按距离木星从近及远计算，木卫三是围绕木星运行的第七颗卫星，其公转轨道平均半径约为一百零七万公里，公转周期和自转周期约为七天。也就是说，像我们月球和许多木星卫星一样，木卫三也是一颗被行星引力潮汐锁定，永远一面向着主星，另一面背着主星的卫星。

木卫三是太阳系中目前已知唯一拥有磁圈的卫星，由此科学家们推断，很可能是木卫三有一个由富铁组成的流动内核，磁场就是这个流动内核运动产生。木卫三表面拥有一层稀薄的大气层，其中含有原子氧、氧气和臭氧，但是否拥有电离层还未能确定。

木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，整个星体分层明显。目前的探测表明，木卫三由几乎等量的岩石和水构成，而水则主要以冰体形式存在，因此冰体的质量约占星体总质量的百分之四十六到百分之五十。

科学家推测，在木星表层下面两百公里深处，可能存在一个夹在两层冰体之间的咸水海洋，这个海洋深达四百公里；还有的科学家根据各种观测数据认为，木卫三的海洋可能远不止这些，而是可能存在夹在冰体间的多层海洋，这些海洋层层叠加，深度超过一千公里。

因此，木卫三是太阳系最大的水库，蕴含的水体总量是太阳系所有星球之最，储水总量是地球的30倍！

木卫三结构大致分为三层，在半径约为二千六百三十一公里的星体中，内核半径约在五百公里到九百公里之间，外层的冰质地涵厚度约在八百公里到一千公里之间，中间部分为硅酸盐质的地涵。

对木星这些冰卫星的研究，还有许多属于科学猜测，并没有得到证实，且还有更多的问题需要观测和发现。“果汁”的任务就是在过去已有的一些探测基础上，对木星以及冰卫星进行更深入细致的了解。

在过去的探测中，木卫二成为太阳系最有可能存在生命的星球之一，因为那里有很多生命存在的条件，如地热、冰下海洋，更重要的是它距离木星更近，受到木星引力摧残更甚，这样整个星球的动感就会更强烈，而生命所需的核心能量在于运动。

因此，寻找生命迹象，将是“果汁”在木卫二的主要任务。

木卫三距离木星相对木卫二远了近一倍，因此木星引力导致的潮汐活动会小很多，科学家们确信那里存在生命的可能性极小，这也是“果汁”完成任务后最终泼洒在木卫三的原因，以避免掉落到木卫二，污染那里可能有生命的冰下海洋。

不过，也不不排除出现某些意外，或许意外发现生命迹象，最终的撞击计划当然就要改变。“果汁”在木卫三环绕至少九个月，甚至可能超过数年，主要任务大致有：其一，了解清楚这颗太阳系唯一具有磁场的卫星，这个磁场是怎么回事，对其演化和周边的影响有哪些；其二，这里的冰下海洋到底存不存在，这个太阳系的最大水库存量到底有多大；其三，作为太阳系最大的卫星，未来有没有成为人类宜居地的可能。

当然，所有对木星及其冰卫星的探索和发现，对研究太阳系的形成和未来演化，以及系外行星的研究都有着积极指导意义。

因此，“果汁”的发射成功被认为是本年度最重要的航天科学事件。不过，发射成功还只能是万里长征走出了第一步，要实现任务真正成功还任重道远。

因为“果汁”的木星之旅并非普通人想象的那样简单：一经发射，就直奔木星而去。事实上，发射后的果汁要绕地球和月球，以及金星等天体作很久的迂回，借助这些天体的引力弹弓效应，才能达到飞往木星的动能。

这有点像扔铁饼，“果汁”围绕着地月系统、金星兜许多圈子，这个圈子会越兜越大，“果汁”的速度也越来越快，兜到二零二九年，“果汁”才像铁饼那样被强力抛出，进入地球到木星的转移轨道，在经过两年的旅程，于二零三一年到达木星。

“果汁”整个征途有数十亿公里，一路充满了未知风险，只要稍有差池，就有可能不知所踪，任务完败。我衷心祝愿并期待“果汁”能克服千难万险，到达目的地，完成人类赋予的使命。各位怎么看，欢迎讨论。

时空通讯原创文章，请尊重作者版权，感谢理解支持。

标签：

上一篇 : 天天微动态丨华宝新能：钠电池储能技术的研发主要是针对固定式储能产品做储备

下一篇 : 最后一页

环球即时：欧空局为木星送去一杯“果汁”，或将揭开那里“冰月亮”的奥秘？

寒潮影响基本结束气温回升 黑龙江降雪逐渐减弱

寒潮影响基本结束气温回升黑龙江降雪逐渐减弱