JUICE
JUICE（全称Jupiter Icy Moons Explorer，木星冰卫星探测器）是欧洲航天局主导的大型深空探测任务，于2023年4月14日发射升空，旨在探测木星及其冰卫星系统。
任务概述
JUICE是欧洲航天局「宇宙愿景2015-2025」计划中的旗舰级任务，也是人类首个专门针对木星冰卫星的探测计划。该任务的核心目标是研究木卫二（欧罗巴）、木卫三（盖尼米德）和木卫四（卡利斯托）这三颗冰卫星，探索其冰壳下可能存在的液态海洋，评估这些卫星作为潜在宜居环境的可能性。
任务总预算约16亿欧元，由欧洲航天局联合多个成员国共同出资。探测器由空中客车防务与航天公司负责建造，搭载了来自欧洲、美国和日本科研机构提供的十余台科学仪器。
发射与轨道
发射过程
JUICE探测器于2023年4月14日在法属圭亚那的库鲁航天中心由阿丽亚娜5号运载火箭成功发射升空。发射原定于4月13日进行，但因天气原因推迟一天。火箭将探测器送入地球逃逸轨道后，JUICE开始了漫长的星际旅程。
飞行轨迹
由于木星距离地球极为遥远，JUICE需要借助多次引力弹弓效应来获得足够的速度。其飞行路线包括：
- 2024年8月：月球-地球双重引力辅助
- 2025年8月：金星引力辅助
- 2026年9月：第二次地球引力辅助
- 2029年1月：第三次地球引力辅助
- 2031年7月：预计抵达木星系统
整个飞行历程约8年，总航程超过60亿公里。
科学目标
冰卫星探测
JUICE任务的首要科学目标是深入研究木星的三颗大型冰卫星。科学家认为，这些卫星的冰壳之下可能存在液态水海洋，而有水的地方就可能孕育生命。
木卫三是JUICE的主要研究对象。作为太阳系中最大的卫星，木卫三直径超过5200公里，甚至比水星还要大。它是太阳系中唯一已知拥有内禀磁场的卫星，其冰壳下可能存在厚达数百公里的液态水层。JUICE将在任务末期进入木卫三轨道，成为首个环绕太阳系卫星运行的航天器（不包括地球的月球）。
木卫二被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的天体之一。其表面布满裂缝和条纹，显示出冰壳与内部海洋之间存在活跃的物质交换。JUICE将对木卫二进行两次近距离飞掠，最近距离约400公里。
木卫四是木星四大卫星中受辐射影响最小的一颗，其古老的表面保存了太阳系早期的重要信息。
木星系统研究
除冰卫星外，JUICE还将全面研究木星大气层的结构与成分、木星磁层的动力学特征、木星环系统以及其他小卫星。这些研究将帮助科学家更好地理解气态巨行星的形成与演化机制。
探测器技术
基本参数
JUICE探测器发射质量约6.2吨，其中推进剂占3吨左右。探测器本体尺寸约4.1×2.9×2.5米，展开两侧太阳能电池板后总翼展达到27米，是欧洲航天局建造的最大行星际探测器。
由于木星距离太阳约7.8亿公里，接收到的太阳光强度仅为地球附近的3%至4%，因此JUICE配备了面积达85平方米的大型太阳能电池阵列，可在木星轨道提供约900瓦电力。
科学载荷
JUICE搭载了10台主要科学仪器：
- JANUS：光学相机系统，用于拍摄高分辨率图像
- MAJIS：光谱仪，分析表面成分
- UVS：紫外光谱成像仪
- SWI：亚毫米波仪器，研究大气和表面
- GALA：激光高度计，测量地形
- RIME：雷达探测器，穿透冰层探测地下结构
- J-MAG：磁强计，测量磁场
- PEP：粒子环境探测包
- RPWI：无线电与等离子体波探测器
- 3GM：重力与地球物理学实验设备
辐射防护
木星拥有太阳系中最强的辐射带，对电子设备构成严重威胁。JUICE采用了多重防护措施，包括辐射加固电子元件、铅屏蔽层以及优化飞行轨迹以减少辐射暴露时间。
国际合作
JUICE是一项广泛的国际合作项目。欧洲航天局负责整体任务管理和探测器平台建造，美国国家航空航天局（NASA）提供了UVS紫外光谱仪和部分PEP探测器组件，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）贡献了RPWI的部分硬件。此外，以色列航天局也参与了项目的科学研究工作。
科学意义
JUICE任务具有重大的科学意义。首先，它将帮助人类判断木星冰卫星是否具备支持生命存在的条件，这对于回答「我们在宇宙中是否孤独」这一根本性问题至关重要。其次，对木星系统的深入研究将增进人类对行星形成过程和太阳系演化历史的理解。
任务获取的数据预计将在未来数十年持续产生科学成果，为后续可能的着陆探测或样品返回任务奠定基础。
相关任务
- 伽利略号探测器：NASA于1989年发射的木星探测器，2003年坠入木星大气层
- 朱诺号探测器：NASA于2011年发射，目前仍在运行中，主要研究木星本身
- 欧罗巴快船：NASA计划于2024年发射，专门探测木卫二
