北京时间2023年4月14日20:14，木星冰月探测器（JUICE）由VA 260“阿丽亚娜5”运载火箭从法属圭亚那库鲁航天中心ELA-3工位发射升空，开启欧空局历史上第1次专程木星探测任务。

发射升空后，木星冰月探测器（Jupiter Icy Moons Explorer，JUICE）将经历长达8年零3个月的转移飞行，最终于2031年7月抵达木星，成为人类第11个对木星进行探测的航天器。在木星冰月探测器发射之前，人类航天器已经先后9次探测木星系统，逐渐揭秘了木星这个太阳系内体积最大、质量最大的气态巨行星及其数量众多的卫星构成的复杂行星系统。

层层递进！人类航天器曾9度探测木星系

1973年12月3日，美国国家航空航天局（NASA）“先驱者10号”（Pioneer 10）空间探测器到达整个旅途距木星最近处，距离约13万千米。除了拍摄木星及其卫星的第一张近距离图像外，“先驱者10号”还测量了木星的辐射带、磁场、内部和大气层。

1974年12月4日，NASA“先驱者11号”（Pioneer 11）空间探测器飞越木星，在离木星最高云层3.4万千米以内借着木星的强大引力，探测器改变轨道朝向土星。以“先驱者10号”探测结果为基础，“先驱者11号”更仔细地观察了木星的极区、大红斑和卫星，传回了首张木星极区的图片。“先驱者号”确定木星主要是液态和气态的，测量了木卫四（Callisto）的质量，并表征了木星强烈的太空环境，为后来的“旅行者号”探测铺平了道路。

1979年3月5日，NASA“旅行者1号”（Voyager 1）空间探测器飞至离木星最近点，距离木星中心34.9万千米。“旅行者1号”发现了一个环绕木星的环形系统，并遇到了木卫五（Amalthea）、木卫一（Io）、木卫二（Europa）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto），对这些天体及其动态表面进行了成像（包括首次在木卫一上发现活跃火山活动的迹象）。

1979年7月9日，NASA“旅行者2号”（Voyager 1）空间探测器最接近木星，在距离木星云顶57万千米处掠过。“旅行者2号”发回了更多木星系统及其卫星的图像，重点是木卫三、木卫四、木卫二和木卫一。其中包括：对木卫一进行了10小时的“火山观测”（volcano watch），在此期间，探测器证实了“旅行者1号”看到的活跃火山活动；对木卫二上令人着迷的疤痕进行了深入研究，“旅行者2号”发现这些疤痕非常浅；木卫三被发现是太阳系中最大的卫星。“旅行者2号”还探测了木星的云层、光环、大红斑和大气层。“旅行者号”发现了3颗新卫星：木卫十五（Adrastea）、木卫十六（Metis ）和木卫十四（Thebe）。

1992年2月8日，欧空局（ESA）与NASA联合项目“尤利西斯号”（Ulysses）太阳探测器在距木星42.2万千米处掠过，借助木星进行引力辅助（gravity assist）前往土星。该航天器揭示了木星磁环境（磁层）的许多复杂性，并研究了其附近的高能粒子，这些粒子也经过了木卫一附近。“尤利西斯号”6次探测到了源于木星或木卫的以28天为周期的尘埃爆发。2003/2004年，“尤利西斯号”再次从远处拍摄了木星的图像。

1995年12月，NASA“伽利略号”（Galileo）木星探测器飞抵环木星轨道。“伽利略号”发现木卫二结冰的表面下有一个由液态水组成的全球海洋，并表明木卫三和木卫四可能也有地下水。该任务发现木卫三会产生自己的磁场（已知卫星当中的第一个）；木卫一的火山活动规模可能是地球的100倍以上；木卫一的动态大气层与木星的动态大气层以复杂的方式耦合；木卫二、木卫三和木卫四的大气层很薄；木星的光环中含有来自木星系统内部卫星的物质。“伽利略号”测量了木星大气层的组成，发现了木星自形成以来发生了重大演变的证据，并发现了大规模雷暴的迹象，这些雷暴使地球上的任何东西都相形见绌。

幸运的是，当“舒梅克·莱维9号”（Shoemaker-Levy 9）彗星撞上木星时，“伽利略号”正在前往木星的途中。这颗彗星在木星系统中的十年左右时间里被撕裂成了碎片；1994年7月，这些碎片雨点般落在木星上，“伽利略号”（以及“尤利西斯号”、“旅行者2号”和“哈勃”太空望远镜等天文台）用相机捕捉到了这一前所未有的事件。

2000年12月，NASA、ESA、意大利航天局（ASI）联合项目“卡西尼-惠更斯号”（Cassini-Huygens，NASA研制卡西尼号，ESA研制惠更斯号）土星探测器在距木星约1000万千米处飞掠，借助木星引力辅助（gravity assist）飞向土星。“卡西尼-惠更斯号”收集了数千张木星大气层、卫星、环形系统和空间环境的图像。该任务发现了木卫一和木卫二的喷射物，在木卫一上发现了更多火山活动和羽状物的迹象，对木卫六（Himalia）进行了成像，对木星环中的粒子进行了表征，并探测了木星的风、风暴、大气层和极光。

2007年1月8日，NASA“新视野号”探测器开始了木星探测。2007年2月28日，“新视野号”探测器飞越木星进行引力辅助（gravity assist），最近距离230.5万千米，速度达到21.219 千米/秒。它观测了木星的大气层、卫星和磁力。在四个月的时间里，“新视野号”对木星和木卫四进行了成像，研究了木星的大气层、云层和天气（发现了猛烈的风暴波和雷击），并探测了这颗气态巨行星的环系统。“新视野号”拍摄了木星最大的四颗卫星，特别是木卫一，发现了从未见过的向上延伸数百公里的火山爆发。

2016年7月4日，NASA“朱诺号”（Juno）木星探测器成功进入环绕木星轨道，展开探寻木星起源的任务。“朱诺号”任务是探索木星如何形成和演化的，绘制木星的核心和磁场图，测量木星大气层的组成，并观察木星引人注目的极光。自抵达以来，“朱诺号”已经完成了数十次近距离飞越木星的探测，并进行了自“伽利略号”以来最接近木卫三的飞越，还表征了木星的大气和磁动力学，发现了一个新的辐射带，探测了闪电、旋风和木星极光中令人惊讶的特征，测量了行星的水，绘制了其内部结构和气体包络图，等等。“朱诺号”的探测任务还在持续中。

后发先至！欧罗巴快船将成第10

在木星冰月探测器发射之后，NASA“欧罗巴快船”（Europa Clipper）木星探测器将于2024年第四季度发射，通过一个火星-地球弹射轨道（MEGA）在2030年4月执行近木制动（JOI）进入环绕轨道。“欧罗巴快船”的目标是探索木卫二（Europa），研究其可居住性，并为未来的欧罗巴着陆器选择登陆点。更晚出发、更快抵达，意味着“欧罗巴快船”将成为人类第10个对木星系统进行探测的航天器，木星冰月探测器则将成为第11个。

在已经进行和进行中的9次木星探测中，除了“伽利略号”和“朱诺号”是专门的木星轨道探测器，其余都是路过进行的飞越探测，在此之后，“欧罗巴快船”和木星冰月探测器将分别成为第3个和第4个专门的木星轨道探测器。

在人类所有成功和正在实施的9次木星探测中，ESA与NASA先后联合实施了“尤利西斯号”和“卡西尼-惠更斯号”2项，其中“尤利西斯号”任务由ESA主导实施，“卡西尼-惠更斯号”任务由NASA主导实施。木星冰月探测器将成为ESA实施的第3次木星探测，也是ESA主导任务的第2次木星探测，还是ESA第1次专门的木星探测。此行，木星冰月探测器搭载了人类飞往太阳系外围的最先进的有效载荷，深入研究作为宇宙气态巨行星样本的木星系统，下一个十年见！

作者：大白高国

参考资料

《A history of Jupiter exploration: the journey to Juice》
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice/A_history_of_Jupiter_exploration_the_journey_to_Juice