“果汁”去木星！寻找新生命！12年旅途、4年探测！

“果汁”启程！12年旅途，去木星找生命！木星冰卫星探测器出发！

【果汁的主要任务】

果汁，JUICE，是简称，全称是Jupiter Icy Moons Explorer。翻译过来是木星冰卫星探测器。木星，大家都熟，就是那个木星。冰卫星呢？木星有四个卫星，其中木卫二三四，更是拥有近乎全球性的冰层，被称作“冰卫星”。

所以，从这个名称，可以知道果汁的两大主要目标。

第一，了解木星，以及木星和它卫星的关系。

果汁会对木星的大气层和磁场进行持续观测，并追踪木星及其卫星的相互作用。比如，木星卫星有个共振关系。木卫三绕木星转一圈时，木卫二绕木星转两圈，木卫一绕木星转四圈，共振比例1:2:4。木卫四轨道更远，没有共振。果汁将以前所未有的精度，来确定它们的位置。

第二，探索木卫二三四的宜居性，调查是否存在适合生命居住的区域，重点对木卫三进行详细的研究。

说一下这三个卫星。

木卫二“欧罗巴”(Europa)，表面光滑、撞击坑少，说明其表面年龄年轻。很多天体生物学家把木卫二视为太阳系最适合外星生命存在的地方之一。

木卫三“盖尼米得”(Ganymede)，表面广布撞击坑，三分之一的地形为撞击坑密集的暗色区域。它是太阳系最大的卫星。木卫三有一个内禀磁场，也是太阳系中唯一一颗拥有自己磁层的卫星。它成为果汁重点研究对象。

木卫四“卡利斯托”(Callisto)，撞击坑密布，表面地质年龄很老，多环撞击坑也比较多。

刚才说过，这三颗卫星都有冰，也就意味着有水。它们仨加在一起，可以容纳地球海洋六倍的水。

针对这三颗卫星，果汁将确定海洋层的特征，表面的冰壳及化合物成分，并探测可能的地下水储藏情况，绘制卫星表面地形、地质和成分图，研究卫星内部质量分布和内部演变。

【果汁的结构和基本情况】

果汁发射时的尺寸，4.09米x2.86米x4.35米。太阳能帆板和设备展开后尺寸，16.8米x27.1米x13.7米。

不包含燃料的干重是2420公斤，这其中包括有效载荷280公斤，另外推进剂3650公斤，总重约6000公斤。

太阳能电池板，十字形的，每侧有五块板，总面积85平方米，总共有23560块电池片，功率大约850瓦。

果汁会产生大量的科学数据，所以它有1.25 Tb的存储空间。数据传回地球，靠的是直径2.5米的增益天线。

【果汁的轨道如何】

整个任务期，要飞20亿公里。

首先，果汁飞到木星，就要花七年半的时间，而且不是径直飞过去，是靠引力弹弓效应来不断加速，擦边飞，擦边地球和金星，这样可以实现低能耗到达木星。

这七年半的时间里，果汁先绕着太阳飞，在2024年8月，第一次飞越地球，加速。2025年8月，飞越金星进行一次加速。2026年9月，第二次飞越地球加速。2029年1月，第三次飞越地球加速。此外，还要飞越一次小行星223Rosa1，这次可以作为首次飞越木卫三的彩排。因为，在正式进入木星轨道之前，要飞越一次木卫三，以初步降低航天器的能量，从而降低果汁抵达木星时的速度。

随后，进入木星系统。其中飞越木卫二“欧罗巴”2次，最近距离400公里。飞越木卫三“盖尼米得”12次，最近距离400公里。飞越木卫四“卡利斯托”21次，最近距离200公里。

2034年12月，开始专司绕着木卫三来飞，最终是500公里轨道一直飞。最终的结局，是撞向“盖尼米得”，壮烈牺牲，终结一生。

【果汁的科学载荷】

果汁带了10台科学载荷。主要分成三类，简单介绍下。

第一类，遥感探测。光学摄像系统（JANUS）、卫星与木星成像光谱仪（MAJIS）、亚毫米波探测仪（SWI）、紫外成像光谱仪（UVS）。

第二类，用于探测木星系统物理环境的。

木卫三激光测高仪（GALA），冰卫星探测雷达（RIME），木星和伽利略卫星引力与地球物理探测仪（3GM）。

第三类，用于粒子和场原位探测的。

磁强计（J-MAG），粒子环境包（PEP），无线电波和等离子波探测仪（RPWI）。

除了这10个，还有一个无线电干涉和多普勒实验仪（PRIDE）。

那这些载荷怎么综合运用呢？咱们举一个例子，果汁如何检测木卫二“欧罗巴”地表下的海洋？是通过磁场和潮汐。当“欧罗巴”在木星磁场中移动的时候，地下海洋会产生磁场，磁场又驱动着海洋中的电流，反过来又产生了感应磁场。通过测量“欧罗巴”的感应磁场。就可以确定冰壳和海洋的厚度，以及海洋的导电性，而电导率又提供了对海洋盐度的估计。

【果汁面临的挑战】

主要四点，磁场强、光照低、温度极端、距离极远。

磁场强。木星上的液态金属氢产生的电流和木星的快速自转，让它有了强大的磁场，强度是地球的大约14 倍。果汁有防护罩和特殊的保护室。

光照低。太阳光从太阳到木星需要大约43分钟。因为距离太阳远，木星接收到的阳光只有地球上阳光强度的4%，光照低对能源带来了考验。所以，弄了个85平米的电池板。

温度极端。在果汁整个生命周期中，会面临最高250摄氏度，最低零下230摄氏度的温度变化。果汁设计有，由500多块隔热片组成的，质量为100公斤的多层隔热层。

距离极远。地球和木星太远了，地球和果汁通信需要一个半小时以上，所以果汁被设计为完全独立运行，完全自主的对任何问题做出反应。

【果汁的小彩蛋】

一个在火箭上，一个在探测器上。

火箭的整流罩上，有一个10岁小女孩的画作，这是两年前的征集比赛上胜出的。

另一个是探测器上的纪念牌，纪念伽利略的。17世纪初，就是伽利略发现了木星的四个卫星，木卫一二三四，它们也被称为伽利略卫星。纪念牌上的内容，是节选的伽利略著作《星际信使》（Sidereus Nuncius）的章节，这也是伽利略对木星的观测报告。也期待果汁在现代科学加持下，续写伽利略的观测报告。