欧洲航天局正准备向木星系统发射一个新的探测器。该设备的主要任务是检查整个太阳系中最大的卫星Ganymede是否适合生命。 根据欧洲航天局（ESA）的命名法，JUICE任务属于L类 - 在宇宙愿景基础研究计划框架内实施的最雄心勃勃的项目。JUICE的预算约为10亿欧元，并且正在以应有的谨慎和不紧不慢的方式进行工作。 ＂太空任务的想法经历了几个阶段，＂欧空局研究员德米特里蒂托夫告诉我们。＂第一种是草图设计，你可以选择科学任务，评估技术能力，创建设备和策略的粗略草图。我领导了一群科学家，他们在这个阶段与JUICE任务一起工作，直到2015年，该项目被接受执行。 Ganymede的肠子结构清晰：液态铁芯被石质地幔包围，然后是一层冰和覆盖冰壳的液态咸海洋。假设海洋位于约900公里的深度。 巨人的月亮 木星巨大而巨大 - 几乎是地球重320倍 - 木星被数十颗卫星包围。天文学家不时会在行星附近发现新的小卫星，但其中最着名的 - 木卫一，木卫二和木卫四 - 是由伽利略发现的。每个世界都是一个不寻常的世界。埃欧是太阳系中火山活动最活跃的天体，在其表面发现了400多座火山，其中约150座是活跃的。离木星稍远的是木卫二和木卫三 - 一颗比水星大的卫星 - 在其地壳下隐藏着整个液态水海洋。 ＂嗯，卡利斯托总的来说很棒 ，＂德米特里补充道。＂ 它的内部物质几乎没有分化：那里没有致密的核心，所有的肠子或多或少地混合均匀，这对于这种大小的天体来说根本不是典型的。 但天文学家称木星附近为＂微型太阳系＂：不仅个别不寻常的物体感兴趣，而且整个系统都感兴趣，其天体之间有所有复杂的相互作用。在这里，您可以观察到巨行星与其卫星之间产生的引力和潮汐力。木星极其强大的磁场将云层和等离子体流散射在它周围。这也包括从埃欧和其他一些卫星表面脱落的物质。这些不同的相互作用可以告诉很多关于天体肠道的结构，以及包围它们的磁场中发生的微妙过程。只是一个独特的天然实验室，科学家的天堂。 ＂首先，有必要决定是否选择JUICE任务的主要目标 - 木星本身或卫星， ＂德米特里蒂托夫说。＂ 看起来，一颗主宰其整个环境的巨型行星应该是最有趣的。然而，以前在木星系统中工作的任务已经发现，液态海洋似乎隐藏在一些卫星的固体表面之下。这些发现颠覆了寻找宇宙生命的整个范式，并确定了我们项目的主要科学任务。 ＂这些发现颠覆了寻找宇宙生命的整个范式，并确定了我们项目的方向。 卫星上的生命 直到最近，似乎很明显，如果附近任何地方都有生命，那当然是在火星上。这颗行星今天仍然与地球相似，过去更温暖，更潮湿。＂这种方法可以被称为＂以地球为中心＂：它暗示地球表面需要一个海洋，以便生命可以在温暖的泻湖中出现，＂德米特里继续说道。＂但是，当人们知道木星的卫星Ganymede和Europa表面下的液态水时，科学家们意识到也可能有所有的关键成分：富含矿物盐和有机物的水，足够的热量和能量，长期稳定的条件。毫不奇怪，JUICE任务的创造者做出了有利于卫星的选择，而不是木星本身。由于与此同时，美国宇航局的美国科学家开始计划飞往欧洲，陆地欧洲得到了木卫三。 根据德米特里·蒂托夫（Dmitry Titov）的说法，欧空局甚至对此感到高兴。事实是，欧罗巴被认为是太空探测器的极其困难的目标。这颗卫星的轨道位于木星的辐射带 - 其磁场区域，大量高能粒子积聚在那里。 ＂那里的辐射绝对是疯狂的，所以对欧洲的研究与反辐射防护方面的巨大困难有关 ，＂德米特里解释说。＂ 在技术和财政上，无论是欧盟还是美国，都没有能力制造出一种可以在这种条件下长时间工作的探测器。美国人甚至放弃了轨道飞行器，取而代之的是无数次快速飞越卫星的飞行。他们的探测器将沿着高度细长的轨迹移动，只在小区域接近欧洲，迅速进行测量并移动到安全距离。 此外，与欧洲不同，Ganymede有自己的磁场。它积极地与木星强大的磁层相互作用，不仅产生明亮的极光，还产生许多其他在太阳系其他任何地方都很难找到的现象。当然，这颗卫星有自己的地下海洋。但是，如果在某些地方，水间歇泉从欧罗巴的冰壳下爆发出来，那么木卫三的海洋就会完全被锁定在更厚的冰层之下。要看那里，深入到深处，你将不得不使用许多复杂的设备。 在木星及其周边地区，你可以找到各种各样的天体以及它们之间的相互作用类型。这颗行星的磁场比地球的磁场强大几个数量级，并在这个系统中定下了基调，产生了复杂的湍流等离子体流和明亮的极光。 科学家的工具 ＂这就是这些太空项目的工作方式，＂德米特里·蒂托夫解释说。＂首先，任务必须回答的基本问题被制定出来，然后它们被分解成更小的问题，可以在船上仪器进行的具体测量的帮助下解决。然后一切都会结合在一起。＂由于JUICE是L级任务，即＂十亿＂，因此设备上的设备大量安装。用于十几个科学实验的各种仪器包括相机，磁力计和光谱仪 - 一个用于研究Ganymede的表面组成，一个用于研究其稀薄的大气层，第三个用于观察极光和磁场中带电粒子的运动。激光高度计（高度计）将允许卫星的测绘，地下雷达将测量其地壳到几公里的深度 - 这将有助于探索其结构，甚至可能看到隐藏的海洋。 一整套设备设计用于在各种能量中记录等离子体粒子。还计划进行一项单独的引力实验，其中JUICE设备本身将充当传感器。在地球上获取其无线电信号，科学家们将能够非常准确地跟踪探测器的速度 - 高达每秒几分之一毫米。飞越具有不同密度和质量的表面区域，设备将略微加速或减速。通过评估速度的这些变化，将有可能编制木卫三引力场的完整图像，以找出卫星地壳的厚度和性质，即海洋的深度。 ＂每个人都感兴趣的主要事情是在冰冷的世界中生活的可能性，＂ 德米特里补充道。 ＂但就目前而言，我们还没有直接寻找生物体及其活动的痕迹。首先，我们需要更准确地确定木卫三的物理条件：冰下海洋的大小，它的组成，它的温度，等等。 最后的准备工作 德米特里·蒂托夫（Dmitry Titov），马克斯·普朗克太阳系研究所和欧空局成员，JUICE项目第一阶段的科学主管： ＂该项目显然正在按计划进行，一切都表明JUICE将按时启动。总的来说，没有太多的选择，因为最好在某个窗口内开始木星，当行星以合适的方式排列以进行机动时。这种情况不会经常发生 - 如果你错过了一个好机会，你将不得不使用完全不同的轨迹，飞行将花费更多的时间。因此，我们需要在2023年发送探测器。 高分辨率紫外光谱仪 UVS。 JUICE现在位于欧洲空间研究和技术中心（ESTEC），这是欧空局测试航天器的主要设施。 为了进行测试，雷达被放在一架直升机上，直升机上有一个完全打开的16米天线。 ＂以人性化的方式，这个项目非常令人印象深刻......这已经是一辆公共汽车大小的复杂汽车：设备本身重近两吨，充满燃料将增加近五吨。 ＂作为一个人，这个项目非常令人印象深刻。我记得它一开始 - 以报告，计算，文章的形式进行的任务 - 分享了德米特里。＂但现在七年过去了，摆在我们面前的已经是一辆公共汽车大小的复杂汽车：设备本身重近两吨，充满燃料将增加近五吨。飞行期间的机动将需要燃料：从2023年4月开始，探测器将在太阳系的内部区域再移动几年，改变地球，月球和金星附近的航向，其引力将推动JUICE朝向目标。但该设备将能够从太阳能电池板接收用于操作其仪器的电力。在与太阳的这个距离下，辐射已经相当弱，因此探测器面板的面积达到近100平方米。 JUICE将于2031年抵达木星系统，并计划在那里工作约一年半，考虑到Ganymede及其冰下海洋。当然，沉入地表并试图钻井会更有趣，但到目前为止，即使对于世界上最大的航天机构来说，这样的项目也过于复杂和昂贵。在冒险使用这种设备之前，您需要仔细考虑轨道上的所有内容，就像在月球和火星上所做的那样。但是，如果轨道探测器证实欧罗巴和木卫三的冰下海洋可能是宜居的，那么着陆任务的动机就足够了。 木卫三的六项任务： 隐蔽水库检测及冰下海洋结构描述。 地表的地形、地质和矿物学制图。 确定冰壳的性质。 研究底土内部分布、动力学和演化。 研究稀薄的大气层。 磁场观测及其与木星磁层的相互作用。