這次聚焦於木星的任務將為我們研究冰衛星提供新視野
圖 1 2022年9月29號美國宇航局朱諾號在距離衛星表面945英里（1500公里）時拍攝到的木衛二
2016年美國宇航局朱諾號例行測試時，發現部分引擎沒有按照預期工作。該航天器在2016年6月抵達木星，每53天繞該氣體星球一次，如果加速，執行週期將縮短至14天。考慮到引擎問題，朱諾號團隊決定不冒險改變，讓航天器保持在更長、更寬的軌道上。朱諾號圓滿完成任務獲得了額外的42次環星飛行，可以近距離拍攝木星衛星。聖安東尼奧西南研究所的行星科學家，朱諾號任務的首席研究員斯科特•博爾頓，在12月14日星期三的美國地理科學聯盟的秋季週會上表示，我們非常幸運能夠進行拓展任務，讓朱諾號近距離接觸衛星。
朱諾號對木星及其衛星的觀測帶來了新的見解，為後期衛星探索任務奠定了基礎。其中一項是歐洲航天局的冰衛星探索計劃（JUICE），採用了朱諾號拍攝的木衛三（加尼米德）圖片，結合1979年旅行者號傳回的資料和90年代及20世紀伽利略任務收集的資訊，繪製了木衛三的詳細地圖。博爾頓指出，地圖展示了令人驚歎的冰衛星表面，平滑的明亮地帶和溝壑縱橫的黑暗地帶塑造了多樣的表面形貌。它有著線性地貌，可能由構造運動形成的，也有著明亮的白色斑點區域，或許是隕石坑正在產生新鮮的冰層。
朱諾號藉助微波感測器研究木衛三和另一個冰衛星-木衛二，窺探它們有趣的表層下正在發生著什麼。木衛三的表層地貌不同，使其下方區域存在冷熱差異，而且微波資料顯示木衛三的溫度比此前測量結果更低，這與其高的熱反射能力有關。這種反射效應在木衛二上更加明顯，朱諾號可以使用攜帶的導航相機，捕獲行星周圍的弱光，描繪出木衛二的夜間影象。博爾頓說到，使用我們的感測器可以看到衛星被照亮的一面，這是具有創新意義的。就像地球反射太陽光照射在月球表面一樣，木星的光芒模糊地投射在木衛二表面。
圖 2 “朱諾號”拍攝的迄今為止距離木星最近的一張照片，展示了寒冰覆蓋的“發光[1]”木衛二
朱諾號還有機會探索木衛三上的磁場，木衛三是太陽系已知衛星中唯一一個有自生磁場的。朱諾號資料顯示木星和木衛三的磁場存在連線和斷聯，釋放出大量紫外輻射。西南研究所的行星科學家托馬斯•格力塔在新聞釋出會中指出，透過紫外線觀察，可以看到木星和木衛三聯結的整個磁場的幾何形狀（圖三）。
圖 3 木衛三（藍色）和木星（橙色）磁場間互動作用的描繪
毋庸置疑，朱諾號主攝像頭在飛行過程中付出了努力。朱諾號的共研究者之一，早先從事旅行者號的影象研究，行星科學所的專家坎迪斯•漢森說到，朱諾號拍攝到的令人驚歎的圖片中揭露了那些“隱藏在眾目睽睽”下的細節，比如此前旅行者號拍攝的照片。
朱諾號拍攝到高質量的木衛三照片，包含著類似火山口的地形。它也拍攝到木衛二表面的新照片，與其他衛星的斑駁表面相比，木衛二表面光滑、隕石坑覆蓋較少，意味著它形成時間晚，這與之前的資料一致。當然，拍攝的影象少不了木星本身，最新的影象展示了包括北部氣旋在內的木星湍流雲層，如同梵高筆下藍色夜空中旋轉的灰綠色和淡黃色漩渦。
博爾頓指出，這次任務使科學家們第一次看到“火山衛星”木衛一的兩極，在7月5日拍攝的紅外影象中呈現了許多發光熱點（圖4），出現在兩極點的熱點數量高於赤道區域，這一結果令科學家們震驚。同年12月15日星期四，朱諾號再一次飛越木衛一，拍攝了距離木衛一最近的照片。
圖 4 朱諾號在2022年7月拍攝的木衛一紅外照片
雖然朱諾號獲得了擴充套件任務，但它的在軌時間不會太長，隨後的幾年間，木星和衛星的輻射將會不斷侵蝕它。即使這種情況不會發生，朱諾號最終將燃料耗盡，再也不能返回地球和輸送資料。博爾頓表示，團隊最初設計想法就是讓朱諾號撞上木星，保護如木衛二等的潛在宜居衛星。從目前的執行軌跡看，朱諾號會飛行到木星範圍內，在厚厚的大氣層中燃燒殆盡。他補充說，這種不干涉的方法尚在官方批准中，但這的確是目前最簡單的處理方式。
後期的任務如2023年4月歐洲航天局的JUICE，2024年10月NASA發射的歐羅巴快船，將建立在朱諾號的基礎上。例如，朱諾號未能觀測到木衛二上的水羽流，這可能使科學家們探究隱藏在冰層下的全球海洋，衛星的揭秘任務仍在繼續。博爾頓表示，JUICE團隊已經在使用朱諾號傳回的資料，包括繪製了木衛三的地圖，該團隊正致力於研究圖片和感測器背後隱藏的東西，意味著他們不斷以更高精度深耕者我們早先觀察到的資訊，制定著新的探測計劃。
注：[1]木星是太陽系中體積和質量最大的行星，而且擁有極其強大的磁場。木衛二在圍繞木星旋轉的同時，也遭受著木星強烈的輻射。木星噴射出一些高能粒子後，木衛二因為沒有大氣層和磁場的保護，表面含鹽冰層與高能粒子作用後達到激發態產生熒光。
BY:Rebecca Sohn
FY: gxm
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