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关于 Juno 号的故事，请点击 木星及其卫星的新貌（上）
图1 JUICE 任务
演讲者：来自 ESA 的 Olivier Witasse (见上篇)
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JUICE 是什么？
JUICE 的全称是 JUpiter ICy moons Explorer，是欧洲航天局 2015-2025 宇宙愿景计划中的第一个大型任务，预计将由 ESA 在2023年发射。
JUICE 项目时间表：
2007年3月：方案提交
2012年5月：项目入选
2023年4月：预计搭乘 Ariane 5 火箭【10】从法属圭亚那的库鲁基地发射
2031年7月：预计进入木星轨道
2034年10月：预计进入 Ganymede 轨道
2035年9月：预计任务结束
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JUICE 的目标和具体任务
JUICE 主要有两大目标：
进一步了解木星整个系统及与其卫星的复杂关系
探索木星的三个卫星（Ganymede，Europa 和 Callisto）的宜居性，JUICE 将着重对 Ganymede 进行详细的研究
确定海洋层的特征并探测假定的地下水储藏
绘制卫星表面的地形、地质和成分图
JUICE将首次进行地下探测，研究冰壳的物理特性
研究卫星的内部质量分布、动态和内部演变的特点
研究 Ganymede 的大气层
研究 Ganymede 的磁场及其与木星磁场的相互作用
图2 木星四大卫星的特点
如图2所示，Europa 是木星四颗卫星中唯一一个同时满足“存在液态水海洋”、“岩石星体”、“满足拉普拉斯共振”、“活跃的表面”等四项指标的卫星，而 Europa 和 Ganymede 被认为是目前生命体可居住性最高的卫星。
JUICE 该怎么检测卫星地表下的海洋呢？很简单，通过磁场和潮汐！以 Europa 为例，当 Europa 在木星磁场中移动时，其地下海洋会产生磁场，磁场驱动着咸水海洋中的电流，反过来又产生了 "感应 "磁场。通过测量 Europa 的感应磁场，科学家可以确定冰壳和海洋的厚度以及海洋的导电性，电导率则提供了对海洋盐度的估计，这是衡量 Europa 可居住性的一个关键指标。
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JUICE 将携带的科学仪器
图3 JUICE 携带的主要科学仪器
3GM (Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons)：3GM 将用于研究 Ganymede 的重力场以及卫星的内部海洋，并调查木星及其卫星的中性大气和电离层的结构
GALA (Ganymede Laser Altimeter)：激光测高仪，将研究卫星的地形和潮汐形变
JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator)【11】：一个能拍摄 Ganymede 和 Callisto 表面的照相系统，还能联合光谱、激光和雷达测量地貌，提供一个整体的地质环境
MAG BOOM
J-MAG (JUICE-Magnetometer)：磁力计，将研究卫星的地下海洋以及 Ganymede 磁场与木星磁场的相互作用
RPWI (Radio and Plasma Wave Investigation)：无线电和等离子体波调查
MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer)：一个可见光和红外线成像光谱仪，将观测木星上的对流层云特征和次要气体种类，并将调查卫星冰壳的组成
PEP (Particle Environment Package)：将研究 Ganymede 磁场与木星磁场的相互作用
PRIDE (Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment)：通过检测 JUICE 无线电广播的多普勒效应，对木星及其卫星的重力场进行精确测量
RIME (Radar for Icy Moons Exploration)：冰穿透雷达，将用于研究卫星的地下结构
SWI (Sub-millimeter Wave Instrument)：亚毫米波光谱仪，将研究木星的平流层和对流层，以及卫星的外大气层
UVS (Ultraviolet imaging Spectrograph)：紫外成像光谱仪
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JUICE 面临的挑战
磁场
木星上的液态金属氢产生的电流和木星的快速自转赋予了它强大的磁场，木星的磁场强度大约是地球的 14 倍，磁场的作用形成了一个“辐射带”。
同时，电磁环境会影响 JUICE 携带的电子测量设备的敏感度。
辐射
空间辐射环境由太阳高能粒子、宇宙射线和捕获的粒子组成。在木星卫星系统中，这些高速运动的电子对 JUICE 探测器极具破坏性。
极端温度
极端温度会降低探测器太阳板电池性能表现。
环境保护
鉴于 Europa 的高可居住潜能，Europa 被 COSPAR 归于轨道器的第三类和着陆器的第四类【12】，因此 JUICE 探测器在任务结束后将选择撞击 Ganymede 自我销毁，避免对 Europa 的生态环境造成伤害。
能量
太阳光从太阳到木星需要大约43分钟。因为距离太阳更远，木星接收到的阳光只有地球上阳光强度的4%，这对于靠太阳板提供能量的太空船是一大考验。
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JUICE 的设计与制造
JUICE 所携带的十种科学仪器来自16个欧洲国家以及美国和日本的实验室，而 JUICE 主体的设计制造方则是法国空中客车公司 Airbus Defence and Space。
图4 JUICE 主体（来自空中客车工厂）
图5 JUICE 主体（来自空中客车工厂）
图6 JUICE 的太阳能板（来自空中客车工厂）
Olivier Witasse 还为现场的观众展示了模拟 JUICE 发射后复杂入轨过程的动画：JUICE 在2031年抵达木星轨道，在经过数次绕木星及其他卫星的机动飞行之后，将在2034年进入Ganymede 轨道。
让 我 们 持 续 关 注 JUICE ！
www.esa.int/juice
Twitter @ESA_JUICE
The Making of JUICE shorturl.at/rzY89
注释：
【10】Ariane 6 火箭将在2023年取代 Ariane 5，现在还未知搭载 JUICE 的将是哪一个型号
【11】拉丁文，意思是 "对木星、他的爱情和后代的全面观察"
【12】当天体被轨道器的第三类和着陆器的第四类，指它们是受保护的天体，科学研究表明有很大的机会会受到污染，因此，强烈建议避免对这些天体的任何干扰。
参考文献：
"Juno Spacecraft And Instruments". 2022. NASA. https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/spacecraft/index.html.
"The JUICE Mission: Challenges And Expectations". 2022. NAE Website. https://www.nae.edu/19579/19582/21020/260144/260902/The-JUICE-Mission-Challenges-and-Expectations.
"Induced Magnetic Field From Europa's Subsurface Ocean – NASA's Europa Clipper". 2022. NASA's Europa Clipper. https://europa.nasa.gov/resources/174/induced-magnetic-field-from-europas-subsurface-ocean/.
文字&排版/李晖洋
供图&审核/叶伟明
图文版权归 Scott Bolton、 Olivier Witasse
及 Cité de l'espace 所有
