天文科普:花費(fèi)17億美元,跨越幾億千米,只為了傾聽(tīng)那里的海
來(lái)源:返樸
發(fā)布時(shí)間:2023-04-18
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木星是太陽(yáng)系最大的行星。理論研究與觀測(cè)都表明木衛(wèi)二、木衛(wèi)三與木衛(wèi)四可能具有地下咸水海洋。咸水海洋有利于嗜鹽微生物生存與進(jìn)化。因此這些衛(wèi)星可能存在地球之外的生物。為了獲得這些衛(wèi)星各方面的重要性質(zhì),并確認(rèn)它們是否適宜生命存在,歐洲航天局(ESA)耗時(shí)多年,終于成功發(fā)射了“木星冰衛(wèi)星探測(cè)者”(Juice)。Juice將得到這些冰衛(wèi)星的地下海、地形、地質(zhì)、表面化學(xué)物質(zhì)、磁場(chǎng)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與重力場(chǎng)等多個(gè)方面的詳細(xì)信息,幫助人類(lèi)全面而深入地了解這些冰冷星球,甚至為人類(lèi)找到地外生物存在的證據(jù)。

撰文 | 王善欽

2023年4月14日世界協(xié)調(diào)時(shí)12:14 分(北京時(shí)間20:14),歐洲空間局(ESA)的“木星冰衛(wèi)星探測(cè)者”(Jupiter Icy Moons Explorer,Juice或JUICE)在法屬圭亞那空間中心搭乘阿麗亞娜5號(hào)(Ariane 5)重型運(yùn)載火箭升空?!疽曨l請(qǐng)前往“返樸”觀看】

阿麗亞娜5號(hào)火箭帶著Juice升空?qǐng)D。圖片來(lái)源:
ESA/CNES/Arianespace/Optique Vidéo du CSG/JM Guillon

Juice耗資16億歐元,其任務(wù)是探測(cè)木星系統(tǒng),特別是木星的3顆最大的冰衛(wèi)星:木衛(wèi)二(Europa)、木衛(wèi)三(Ganymede)與木衛(wèi)四(Callisto)。它們與木衛(wèi)一(Io)一起于400多年前被伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)與馬里烏斯(Simon Marius,1573 -1625)分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn),并被后人命名為 “伽利略衛(wèi)星”。[注1]

木星與它的4顆“伽利略衛(wèi)星”的拼圖。上方從左到右分別是木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三與木衛(wèi)四;下方為木星的一部分。木星、木衛(wèi)一、木衛(wèi)二與木衛(wèi)三由伽利略(Galileo)號(hào)探測(cè)器拍攝,木衛(wèi)四由旅行者號(hào)(Voyager)探測(cè)器拍攝。圖片來(lái)源:NASA/JPL/DLR

Juice的首要任務(wù)是探測(cè)木衛(wèi)三,其次是探測(cè)木衛(wèi)二、木衛(wèi)四與木星,順帶探測(cè)木衛(wèi)一。通過(guò)上面攜帶的各種儀器,Juice將深入探測(cè)這些天體的各方面性質(zhì)。在這篇短文中,我們將介紹Juice的發(fā)展歷程、任務(wù)、儀器等話(huà)題。

Juice(左上方)探測(cè)木星系統(tǒng)的藝術(shù)想象圖。右下方為木衛(wèi)三,中心為木星;剩余的從左到右分別是木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、與木衛(wèi)四。圖片來(lái)源:ESA / NASA / DLR

發(fā)展歷程

Juice的源頭可追溯到2008年2月,當(dāng)時(shí)美國(guó)航空航天局(NASA)與ESA決定合作發(fā)展一個(gè)“外行星旗艦任務(wù)”(Outer Planet Flagship Mission)。2009年2月,“木衛(wèi)二木星系統(tǒng)任務(wù)-拉普拉斯”獲得優(yōu)先考慮,它將被用于接替結(jié)束任務(wù)的 “伽利略”,繼續(xù)探測(cè)木星的冰衛(wèi)星。

按照計(jì)劃,EJSM-拉普拉斯由NASA負(fù)責(zé)的“木衛(wèi)二軌道器”(Jupiter Europa Orbiter,JEO)與ESA負(fù)責(zé)的“木星木衛(wèi)三軌道器”(Jupiter Ganymede Orbiter,JGO)組成,二者將在2020年左右被各自獨(dú)立發(fā)射,并在數(shù)年的巡航之后,分別環(huán)繞并深入研究木衛(wèi)二與木衛(wèi)三。

然而,ESA負(fù)責(zé)的JGO必須與其他重要項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng),從而獲得優(yōu)先發(fā)射權(quán)[注2],因此NASA為自己負(fù)責(zé)的JEO準(zhǔn)備了單獨(dú)發(fā)展的應(yīng)急方案,因此顯得三心二意。更重要的是,兩個(gè)探測(cè)器并無(wú)多大的互相依賴(lài)性,雙方的合作于2011年4月破裂,開(kāi)始各自獨(dú)立發(fā)展自己的探測(cè)器。ESA將JGO改為“木星冰衛(wèi)星探測(cè)者”,但依舊以探測(cè)木衛(wèi)三為首要目標(biāo)。NASA的JEO則于2015年6月被“木衛(wèi)二快船”(Europa Clipper)項(xiàng)目取代。

2012年4月,Juice在與另外兩個(gè)項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)中勝出,此后被ESA確定為“宇宙幻境2015–2025計(jì)劃”(Cosmic Vision 2015–2025 Programme)的第一個(gè)大級(jí)別(L級(jí))項(xiàng)目。[注3]

2014年,ESA完成了對(duì)Juice的設(shè)計(jì)和目標(biāo)的詳細(xì)研究。2015年7月,空中客車(chē)防務(wù)與航天公司(Airbus Defence and Space)被選為設(shè)計(jì)和建造Juice的主制造商,并在此后在歐洲各地制造Juice的各種硬件與儀器。過(guò)去幾年,Juice的部件和儀器通過(guò)了各種測(cè)試,然后被組裝后轉(zhuǎn)移到發(fā)射場(chǎng)。


阿麗亞娜5號(hào)火箭的logo。2年前,ESA向全世界的孩子征集Juice的logo,10歲的Yaryna的作品成功入選,并被畫(huà)在了火箭的上端。圖片來(lái)源:Manuel Pédoussaut/ESA

Juice的任務(wù)

按照規(guī)劃,Juice的首要任務(wù)是研究木衛(wèi)三的各種特征,其次是研究木衛(wèi)二、木衛(wèi)四與木星,再次則是研究木衛(wèi)一以及木星的其他衛(wèi)星。我們可將其任務(wù)分類(lèi)如下。[1]

1、確定木衛(wèi)三的地下海是否存在;如果存在,則間接研究其性質(zhì)。木衛(wèi)三平均半徑達(dá)到2634千米,是太陽(yáng)系內(nèi)最大的衛(wèi)星,其半徑比水星的平均半徑(2440千米)更大。天文學(xué)家在20世紀(jì)70年代就猜測(cè)木衛(wèi)三有地下海洋?!百だ浴迸c哈勃空間望遠(yuǎn)鏡(“哈勃”)對(duì)木衛(wèi)三的觀測(cè)進(jìn)一步支持了木衛(wèi)三擁有地下海的猜測(cè)。據(jù)估計(jì),木衛(wèi)三海水的總量可能達(dá)到地球海水總量的6-8倍,深度可達(dá)100千米,埋在150千米的冰殼下方。[2, 3]

“哈勃”觀測(cè)到的木衛(wèi)三的極光的紫外線(xiàn)偽色圖像與“伽利略”拍攝到的木衛(wèi)三的圖像的疊加。根據(jù)極光的搖擺角度,天文學(xué)家推斷木衛(wèi)三具有地下海,后者產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)部分阻止了因木星磁場(chǎng)而產(chǎn)生的木衛(wèi)三極光搖擺效應(yīng)。圖片來(lái)源:NASA/ESA

2、研究木衛(wèi)三表面地形、地質(zhì)、表面物質(zhì)的化學(xué)成分、冰層的物理性質(zhì)與稀薄大氣的性質(zhì)。

3、木衛(wèi)三的磁場(chǎng)及其與木星磁場(chǎng)的相互作用。木衛(wèi)三的鐵-鎳核心產(chǎn)生的固有磁場(chǎng)(木衛(wèi)三是太陽(yáng)系內(nèi)唯一擁有固有磁場(chǎng)的衛(wèi)星),與其可能存在的地下咸水海產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)都將是Juice研究的重要對(duì)象。

4、探測(cè)木衛(wèi)二的地下海,并確定它們的特征?!百だ浴钡拇艔?qiáng)計(jì)的探測(cè)使天文學(xué)家推斷木衛(wèi)二擁有地下咸水海,后者產(chǎn)生了感應(yīng)磁場(chǎng)。據(jù)估計(jì),木衛(wèi)二擁有的水量可能達(dá)到地球海水總量的3倍,平均深度可能達(dá)到100千米?!肮庇^測(cè)到的木衛(wèi)二部分區(qū)域噴發(fā)出的水羽流進(jìn)一步證實(shí)木衛(wèi)二確實(shí)可能擁有地下海。

“哈勃”于2014年1月26日拍下的木衛(wèi)二噴發(fā)出的水羽流的合成圖。木衛(wèi)二的圖由“伽利略”及旅行者號(hào)探測(cè)器得到的數(shù)據(jù)合成而來(lái)。這次羽流噴發(fā)高度達(dá)到160千米。羽流表明木衛(wèi)二下方可能有一個(gè)水構(gòu)成的海洋。圖片來(lái)源NASA, ESA, W. Sparks (STScI), and the USGS Astrogeology Science Center

5、研究木衛(wèi)二的地形特征、地質(zhì)特征、表面的化學(xué)物質(zhì)、非水冰物質(zhì)的化學(xué)成分,確定其地質(zhì)活動(dòng)最活躍的部分的冰層的最小厚度。

木衛(wèi)二表面的科納馬拉亂地(Conamara Chaos,左)及其在木衛(wèi)二(右)上面的位置。一些過(guò)程破壞了先前存在的橫切嶺。藍(lán)色代表水冰,紅棕色區(qū)域代表非水冰。這些圖像由“伽利略”在1996-1997年獲得的數(shù)據(jù)合成而來(lái)。圖片來(lái)源:NASA/JPL

6、確定木衛(wèi)四是否真的有地下海,繪制木衛(wèi)四表面的地形、地質(zhì)與不同區(qū)域的表面物質(zhì)的化學(xué)成分,研究木衛(wèi)四冰層的物理性質(zhì)。木衛(wèi)四自形成以來(lái)沒(méi)有發(fā)生地質(zhì)活動(dòng),其表面因?yàn)殡E石撞擊而留下的隕石坑都被保留著。研究木衛(wèi)四的具體的地形,對(duì)于理解太陽(yáng)系內(nèi)天體的形成歷史有重要價(jià)值。

“伽利略”于2001年拍攝的木衛(wèi)四。圖片來(lái)源:NASA/JPL/DLR

7、研究冰衛(wèi)星內(nèi)部質(zhì)量分布、動(dòng)力學(xué)與演化的特征,測(cè)量冰衛(wèi)星各處的重力場(chǎng)。

8、測(cè)量木星磁層,研究木星磁場(chǎng)與冰衛(wèi)星磁場(chǎng)的相互作用,研究木星磁場(chǎng)加速過(guò)的帶電粒子對(duì)冰衛(wèi)星表面的影響。

9、在相對(duì)遠(yuǎn)距離觀測(cè)木衛(wèi)一與木星的一些形狀不規(guī)則衛(wèi)星。

Juice的任務(wù)核心之一是確認(rèn)冰衛(wèi)星的咸水海的存在性并研究它們(如果有)的性質(zhì)。咸水海有利于嗜鹽微生物生存與進(jìn)化。因此Juice可能將實(shí)現(xiàn)人類(lèi)地外探索生命方面零的突破。

如果Juice無(wú)法找到生命存在的證據(jù),但確認(rèn)了地下海的存在并獲得它們更具體的性質(zhì),那也是一個(gè)重要的進(jìn)步,因?yàn)橐簯B(tài)水給出了天體的演化過(guò)程的重要線(xiàn)索之一。

木衛(wèi)二冰層下方的水沿著冰層的縫隙噴發(fā)出去,形成水羽流(plume)的藝術(shù)想象圖。水羽流帶出地下海內(nèi)部的分子(molecules),來(lái)自太空的帶電粒子輻射(charged particle radiation)轟擊并分解了一部分分子。海床爆發(fā)的火山(見(jiàn)圖左)為海水提供熱量。圖片來(lái)源:NASA/JPL-Caltech

Juice的儀器

Juice上面共有10個(gè)科學(xué)儀器,其中3個(gè)是光譜儀,2個(gè)是測(cè)繪與遙感儀器,2個(gè)是粒子探測(cè)器,剩余的3個(gè)儀器分別是相機(jī)、磁強(qiáng)計(jì)與雷達(dá)。

3個(gè)光譜儀分別是“紫外成像光譜儀”(UV Imaging Spectrograph,UVS)、“衛(wèi)星和木星成像光譜儀”(Moons and Jupiter Imaging Spectrometer,MAJIS)、與“亞毫米波儀器”(Sub-millimeter Wave Instrument,SWI),觀測(cè)/工作波長(zhǎng)分別為55-210納米(紫外)、0.4-5.7微米(光學(xué)與紅外)與約0.3毫米/約0.6毫米。

UVS研究冰衛(wèi)星的大氣散逸層、木星的上層大氣、木星與其冰衛(wèi)星的極光、搜尋木衛(wèi)二表面噴發(fā)出的水羽流等。MAJIS觀測(cè)木星大氣對(duì)流層中的云特征和微量氣體,識(shí)別并研究木星冰衛(wèi)星復(fù)雜的表面的冰和礦物成分,并在它們的表面尋找有機(jī)分子,確定它們是否適宜生命存在。[4]SWI研究木星的平流層和對(duì)流層,以及冰衛(wèi)星的大氣散逸層和表面。在觀測(cè)木星時(shí),MAJIS與UVS的分辨率分別為100千米與250千米;在觀測(cè)木衛(wèi)三時(shí),MAJIS與UVS的分辨率分別為最高可分別達(dá)到75米與500米。[4]

木衛(wèi)二表面噴發(fā)出的水羽流的藝術(shù)想象圖。圖片來(lái)源:Ron Miller

2個(gè)測(cè)繪與遙感儀器分別是“木衛(wèi)三激光高度計(jì)”(Ganymede Laser Altimeter,GALA)與“木星和伽利略衛(wèi)星的引力和地質(zhì)物理”(Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons,3GM)。前者的主要功能是通過(guò)激光測(cè)距測(cè)繪三維地形,其垂直分辨率達(dá)到10厘米;后者的主要功能是測(cè)量各處重力場(chǎng)、確定冰衛(wèi)星地下海洋的構(gòu)造、確定冰衛(wèi)星大氣與電離層結(jié)構(gòu)。[4]

2個(gè)粒子探測(cè)器分別是“粒子環(huán)境包”(Particle Environment Package,PEP)與“射電和等離子體波研究”(Radio and Plasma Wave Investigation,RPWI)。它們被用于直接探測(cè)中性粒子、帶電粒子以及它們發(fā)射出的射電波。

相機(jī)即“對(duì)朱庇特、他的愛(ài)情事件和后代的全面觀測(cè)”(Jovis, the Amorum ac Natorum Undique Scrutator,JANUS)[注4]。它的觀測(cè)波長(zhǎng)范圍為0.36-1.1微米,具有三維成像功能,主要拍攝木衛(wèi)三和木衛(wèi)四表面,分辨率最高可達(dá)2.4米。[4]

磁強(qiáng)計(jì)即“Juice磁強(qiáng)計(jì)”(Juice -Magnetometer,J-MAG)。它可以探測(cè)冰衛(wèi)星的磁場(chǎng),從而確定或否定木衛(wèi)三與木衛(wèi)四具有地下海洋的推斷。此外,它還可以探測(cè)木衛(wèi)二及木衛(wèi)三磁場(chǎng)與木星磁場(chǎng)的相互作用。

雷達(dá)即“冰衛(wèi)星探測(cè)雷達(dá)”(Radar for Icy Moons Exploration,RIME)。它的16米長(zhǎng)的天線(xiàn)發(fā)射出波長(zhǎng)約為33米的雷達(dá)波,可以穿透冰表面下方9千米深處,然后反射回去再被天線(xiàn)接收。通過(guò)穿透與反射,可以獲得冰衛(wèi)星表面下方9千米內(nèi)的冰層結(jié)構(gòu),其垂直分辨率最高可達(dá)30米。[4]

RIME由NASA的噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室(JPL)與意大利航天局(ASI)合作研發(fā),前者提供雷達(dá)的發(fā)射器、接受器與電子元件。圖片來(lái)源:NASA/JPL-Caltech

除了以上10個(gè)儀器之外,Juice的天線(xiàn)還可以將特定信號(hào)傳輸出去,地球上的甚長(zhǎng)基線(xiàn)干涉測(cè)量?jī)x(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)接收這些信號(hào),精確測(cè)量木星及其冰衛(wèi)星的重力場(chǎng),這就是“行星無(wú)線(xiàn)電干涉儀和多普勒實(shí)驗(yàn)”(Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment,PRIDE)。

Juice的10個(gè)儀器的位置分布圖,黑色方塊為電池帆板。圖片來(lái)源:ESA

由于采用了先進(jìn)的技術(shù),這10個(gè)儀器非常輕巧,總質(zhì)量只有104千克。[3]

Juice使用太陽(yáng)能電池帆板產(chǎn)生電能,為儀器提供工作電源,它工作時(shí)的功率達(dá)到820瓦。在木星軌道附近,太陽(yáng)的照射強(qiáng)度僅為地球附近的約4%,為了獲得充足電源,不僅要求電池性能非常好,還要求電池帆板面積非常大——它的面積約為85平方米。[5]

除了儀器與電池之外,另一個(gè)重要的部件是導(dǎo)航設(shè)備。它精確引導(dǎo)探測(cè)器沿著預(yù)定路線(xiàn)前進(jìn)。

運(yùn)行路徑

為了節(jié)省火箭燃料并提高速度,Juice將使用此前被廣泛使用的引力彈弓(引力助推)技術(shù),借助行星的巨大引力來(lái)提升速度。按照計(jì)劃,它將在2024年8月飛掠地球-月球系統(tǒng),在2025年8月31日飛掠金星,在2026年9月29日與2029年1月18日第1次與第2次飛掠地球。[4]

經(jīng)過(guò)這幾次飛掠,Juice將獲得足夠高的速度,前往木星。在前進(jìn)途中,它可能于2029年10月15日順路飛掠小行星223 Rosa,[4]對(duì)其進(jìn)行近距離探測(cè)。

Juice軌道示意圖,圖下方的直線(xiàn)上的時(shí)間節(jié)點(diǎn)從左到右依次是:發(fā)射、飛掠地月系統(tǒng)、飛掠金星、第1次飛掠地球、第2次飛掠地球、到達(dá)木星、探測(cè)木星系統(tǒng)并完成35次飛掠、環(huán)繞木衛(wèi)三。圖片來(lái)源:ESA

按照計(jì)劃,經(jīng)過(guò)8年的巡航后,Juice將在2031年7月開(kāi)始進(jìn)入木星系統(tǒng),并通過(guò)機(jī)動(dòng)與引力木星衛(wèi)星的彈弓效應(yīng)實(shí)現(xiàn)變軌,進(jìn)入環(huán)繞木星的軌道,經(jīng)過(guò)約3.5年環(huán)繞探測(cè)后,它將于2034年12月脫離木星軌道,前往木衛(wèi)三。

在完成這些飛掠之后,Juice開(kāi)始進(jìn)入環(huán)繞木衛(wèi)三的軌道,從而成為木衛(wèi)三軌道器。這也將使它成為第一個(gè)圍繞月亮之外的天然衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的探測(cè)器。

朱諾(Juno)號(hào)木星探測(cè)器于2021年6月7日拍攝的木衛(wèi)三圖像。圖片來(lái)源:
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

在剛環(huán)繞木衛(wèi)三時(shí),Juice的軌道平均半徑很大(5000千米),此后多次變軌之后,其軌道將成為圓形,且距離木衛(wèi)三表面的高度將只有500千米。

從進(jìn)入木星系統(tǒng)到低空環(huán)繞木衛(wèi)三,Juice在整個(gè)過(guò)程中飛掠木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四共35次,[5]對(duì)這3顆冰衛(wèi)星進(jìn)行近距離探測(cè)。加上進(jìn)入木星之前為了實(shí)現(xiàn)引力彈弓而進(jìn)行的幾次飛掠,Juice要進(jìn)行約40次機(jī)動(dòng),以完成這些飛掠操作。這些機(jī)動(dòng)將耗費(fèi)大量推進(jìn)劑,因此Juice攜帶的推進(jìn)劑的質(zhì)量約為3000千克。[6]

在500千米的軌道上,Juice將繞木衛(wèi)三公轉(zhuǎn)大約1年(至少9個(gè)月)。[7]如果到時(shí)還有剩余的推進(jìn)劑,它將繼續(xù)變軌,使環(huán)繞高度降低到200千米。推進(jìn)劑耗盡之后,Juice將在2035年底撞擊木衛(wèi)三。這些近距離環(huán)繞以及最后撞擊之前的接近過(guò)程,都將使Juice能以前所未有的分辨率觀測(cè)木衛(wèi)三。

天文學(xué)家提出的木衛(wèi)三的結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)理論推斷,木衛(wèi)三從內(nèi)到外依次是富含鐵的固態(tài)核心、富含鐵與硫化物的液態(tài)核心、巖石幔、深層冰(因?yàn)閴簭?qiáng)過(guò)大而成為VI型正方冰——tetragonal ice)、液態(tài)海洋與外層冰(普通的Ih型六角冰——hexagonal ice)。木衛(wèi)四表面分布著隕石坑(crater)、溝槽(grooves)、亮地(light terrain)與暗地(dark terrain)。圖片來(lái)源:Kelvinsong

探測(cè)木星冰衛(wèi)星的組合拳

如果進(jìn)展順利,Juice將大大提升人類(lèi)對(duì)木衛(wèi)三的各方面性質(zhì)的理解,提升人類(lèi)對(duì)木衛(wèi)二、木衛(wèi)四與木星的一些性質(zhì)的理解。在最樂(lè)觀的情況下,它甚至有可能獲得木星冰衛(wèi)星存在生命的證據(jù)。

將于2024年升空的木衛(wèi)二快船會(huì)在2030年(比Juice更早1年)到達(dá)木星系統(tǒng),它將通過(guò)多次近距離飛掠的模式(沒(méi)有環(huán)繞模式,因?yàn)槟拘窃谀拘l(wèi)二軌道處的磁場(chǎng)太強(qiáng)烈)詳細(xì)觀測(cè)木衛(wèi)二,并與稍后到達(dá)的Juice互相配合,互相提供經(jīng)驗(yàn),并比較數(shù)據(jù)。

此外,我國(guó)正在籌劃的“天問(wèn)四號(hào)”項(xiàng)目也以木星及其冰衛(wèi)星作為主要探測(cè)目標(biāo)。如果它通過(guò)立項(xiàng),將有可能在2029年升空,其主探測(cè)器將于2035年到達(dá)木星,并成為環(huán)繞木衛(wèi)四的軌道器,獲取木衛(wèi)四的各種細(xì)節(jié)信息。

如果Juice、木衛(wèi)二快船與天問(wèn)四號(hào)都能成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo),那人類(lèi)對(duì)木星冰衛(wèi)星的各種性質(zhì)的認(rèn)識(shí)將得到全面的提升。

我們祝福它們都大獲成功。

注釋

[注1]伽利略衛(wèi)星是木星的最大的4顆衛(wèi)星。由于伽利略比馬里烏斯更早公布自己對(duì)木星4顆衛(wèi)星的觀測(cè)結(jié)果而使它們被稱(chēng)為“伽利略衛(wèi)星”。席澤宗院士于1981年的論文中指出,中國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期著名天文學(xué)家甘德可能在2000多年前就觀測(cè)到木衛(wèi)三(“歲星在子,……若有小赤星附于其側(cè),是謂同盟”)。不過(guò),文獻(xiàn)中描述甘德發(fā)現(xiàn)的這顆星為紅色星(“小赤星”),這是令人費(fèi)解的,因?yàn)檫@么暗的星無(wú)法被分辨出顏色。因此,這個(gè)疑似的發(fā)現(xiàn)尚未獲得公認(rèn)。

[注2]這對(duì)于行星探測(cè)器極為重要,因?yàn)檫@類(lèi)探測(cè)器有一定的時(shí)間窗,錯(cuò)過(guò)后就要等很多年。

[注3]“宇宙幻境2015–2025計(jì)劃”是ESA的一個(gè)龐大的空間項(xiàng)目群項(xiàng)目,其中的探測(cè)器被分為小(S)、中等(M)與大(L)三個(gè)等級(jí)。L級(jí)僅有3個(gè)項(xiàng)目,Juice是其中的第一個(gè)(L1)。

[注4]木星英文名Jupiter=古羅馬神話(huà)中的神朱庇特=古希臘神話(huà)中的宙斯,馬里烏斯以古希臘神話(huà)中宙斯的情人伊奧(Io),歐羅巴(Europa),伽尼米德(Ganymede)與卡利斯托(Callisto)來(lái)分別命名木星衛(wèi)星。

參考文獻(xiàn)

[1]https://sci.esa.int/web/juice/-/50068-science-objectives

[2]https://www.nasa.gov/press/2015/march/nasa-s-hubble-observations-suggest-underground-ocean-on-jupiters-largest-moon

[3]https://www.planetary.org/space-missions/juice

[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter_Icy_Moons_Explorer

[5]https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice

[6]https://sci.esa.int/web/juice/-/61498-juice-inner-structure

[7]https://www.nature.com/articles/d41586-023-01256-x

本文受科普中國(guó)·星空計(jì)劃項(xiàng)目扶持

出品:中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司



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