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2023-05-16JUICE升空!歐洲最新太空任務探索木星的「冰月」 497 期

Author 作者 編譯|陳亭瑋

今(2023)年4月14日,歐洲太空總署(European Space Agency, ESA)成功在法屬圭亞那的庫魯(Kourou)歐洲太空港發射了「木星冰月探測器」(Jupiter Icy Moons Explorer, JUICE),預備將前往木星周邊,探索木星的三個衛星:木衛二歐羅巴(Europa)、木衛三甘尼米德(Ganymede)、木衛四卡利斯托(Callisto)。

如果一切順利,JUICE最終會在木星最大的衛星——木衛三甘尼米德周圍繞行,進一步測量繪製地表的狀況。回顧科學史,伽利略(Galileo Galilei)在1610年藉由望遠鏡發現了木星的四顆衛星,被後世稱呼為「伽利略衛星」。JUICE的目標就是伽利略衛星的其中三顆,以目前科學家所知,這三顆衛星都有著金屬與岩石核心,外層包覆著厚重的冰層,這也是探測器名稱中「冰月」的由來。探索這些衛星的結構,解答冰殼底下是否藏有地下海洋,甚至是否隱藏著孕育生命的潛力,是JUICE最受期待的任務。

然而,JUICE要抵達木星的路徑有些迂迴。如果一切按計畫進行,JUICE會在一年內返回接近地球與月球的位置,以運用「重力彈弓效應」(gravitational slingshot)前往遙遠的木星。2025年JUICE預計將飛越金星──同時曝露在高熱之下,然後在2026∼2029年間飛越地球兩次,最終將於2031年抵達木星。

在抵達木星後,JUICE目前規畫飛越木衛四卡利斯托21次、經過木衛二歐羅巴兩次〔註〕,過程中都會收集相關的量測資料。而在2035年,JUICE則將再度發動引擎進入木衛三甘尼米德的軌道,希望能繞行至少九個月。這項操作將十分困難,因為儘管甘尼米德是木星最大的衛星,但仍必須適當減速才能正確進入軌道;JUICE升空!歐洲最新太空任務探索木星的「冰月」

只要稍有差錯,JUICE就有可能會被木星的引力拉開,偏離預計的運行位置。

科學家針對木星衛星的第一手資料,來自於美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA)於2011年8月發射的朱諾號(Juno),儘管主要設計是研究木星,但朱諾號也曾飛越木衛二歐羅巴與木衛三甘尼米德收集資訊。1990年代,NASA的伽利略號探測器(Galileo)首度帶回了木衛三上可能有海洋的線索;2015年哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope, HST)觀測到木衛三上的極光,也提供了進一步的證據。

本次JUICE酬載包括了雷射高度計(laser altimeter),預計可用來繪製衛星表面的地形圖。考慮到木衛三承受木星與其他衛星的引力,如果表面冰層之下藏有地下海洋,則它的高低起伏有機會高達十公尺,以雷射高度計做測量,將可針對木衛三地底海洋的理論提供更確切的證據,進一步揭開「冰月」是否有機會孕育生命。

只要稍有差錯,JUICE就有可能會被木星的引力拉開,偏離預計的運行位置。

科學家針對木星衛星的第一手資料,來自於美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA)於2011年8月發射的朱諾號(Juno),儘管主要設計是研究木星,但朱諾號也曾飛越木衛二歐羅巴與木衛三甘尼米德收集資訊。1990年代,NASA的伽利略號探測器(Galileo)首度帶回了木衛三上可能有海洋的線索;2015年哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope, HST)觀測到木衛三上的極光,也提供了進一步的證據。

本次JUICE酬載包括了雷射高度計(laser altimeter),預計可用來繪製衛星表面的地形圖。考慮到木衛三承受木星與其他衛星的引力,如果表面冰層之下藏有地下海洋,則它的高低起伏有機會高達十公尺,以雷射高度計做測量,將可針對木衛三地底海洋的理論提供更確切的證據,進一步揭開「冰月」是否有機會孕育生命。

 

〔註〕NASA 預計預計於明(2024)年發射木衛二快船探測器(Europa Clipper),針對歐羅巴進行密切的研究。

 

新聞來源
1. Castelvecchi, D. (2023). Jupiter mission will be first to orbit moon of another planet. Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-023-01256-x
2. The European Space Agency. Jupiter Icy Moons Explorer, juice. EESA.https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice