NASA朱诺号木星探测器近距离观测木卫三

鹰隼

从左至右分别是木卫三的马赛克图像和地质图，这两幅图是结合美国国家航空航天局（NASA）旅行者1号和2号（Voyager 1 and 2）探测器以及NASA伽利略号（Galileo）木星探测器提供的最佳图像制作而成。


来源：美国地质调查局（USGS）天体地质科学中心/惠顿（Wheaton）/NASA/喷气推进实验室-加州理工学院(JPL-Caltech）

木卫三是木星最大的卫星，也是太阳系中最大的天然卫星。木卫三的体积大于水星，是太阳系中唯一拥有自己磁场的卫星。

2021年6月7日（星期一），美国东部时间下午1:35（太平洋夏令时间上午10:35），NASA朱诺号木星探测器到达距离木卫三表面645英里（1038公里）的范围内。自NASA伽利略号木星探测器航天器倒数第二次近距离飞掠木卫三以来，本次飞掠将是人造探测器首次近距离飞掠木卫三。朱诺号木星探测器由太阳能驱动，本次飞掠除了产出引人注目的图像之外，也将有助于我们进一步了解木卫三的组成成分、电离层、磁层和冰壳。此外，朱诺号木星探测器对木卫三附近辐射环境的测量也将有利于未来的木星系统探测任务。

2021年6月7日，朱诺号飞掠木卫三时拍摄并传回的首批照片，这是20多年来首次近距离飞掠木卫三。

Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

来自美国西南研究所的朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿（Scott Bolton）表示：“朱诺号携带了一套灵敏仪器，能够以前所未有的方式观测木卫三。通过如此近距离的飞掠，对木卫三的探索将开启新纪元，既用独特的传感器来对未来任务进行补充，又帮助为下一代的木星系统探测任务，亦即NASA的欧罗巴快帆（Europa Clipper）深空任务和欧洲航天局（ESA）的“木星冰质卫星探测器”（Jupiter Icy Moons Explorer, JUICE）任务，做好准备。”

木卫三的旋转动画，地质图叠加在彩色马赛克图像上。

来源：USGS天体地质科学中心/Wheaton/亚利桑那州立大学（ASU）/NASA/JPL-Caltech

朱诺号木星探测器的科学仪器在距离木卫三最近的三个小时前开始收集数据。除了紫外成像光谱仪（UVS）和木星极光红外成像仪（JIRAM）外，朱诺号上携带的微波辐射仪（MWR）将对木卫三的水冰壳进行深入探测，获取其组成成分和温度的相关数据。

朱诺导航相机拍摄到的木卫三，可以清晰看到陨石坑，以及长条纹状的地貌特征。


Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI

博尔顿表示：“木卫三的冰壳上有浅色和深色的区域，这表明一些区域可能含有纯冰，而另一些区域则包含脏冰。”微波辐射仪将首次深入探测冰的成分和结构是如何随深度变化的，从而帮助我们更好地了解冰壳是如何形成的，以及随着时间的推移，冰层重新浮现的持续过程是怎样的。”这些观测成果将对ESA即将启动的JUICE任务的结果进行补充。JUICE任务探测器将于2032进入木卫三的轨道进行近距离科学探测任务，成为首个环绕月球以外的卫星运行的航天器，并使用不同波长的雷达对冰进行观测。

来自朱诺号木星探测器的X波段和Ka波段无线电波长的信号将被用来进行无线电掩星实验，以探测月球的脆弱电离层（大气层的外层，气体被太阳辐射激发形成离子，具有电荷）。

来自喷气推进实验室的朱诺号任务的信号分析工程师达斯汀·布奇诺（Dustin Buccino）表示：“当朱诺号木星探测器经过木卫三背后时，无线电信号将通过木卫三的电离层，造成频率的微小变化，这些变化应该被NASA深空网络（DSN）位于澳大利亚堪培拉站点的两根天线所接收。如果我们能够测量这种变化，我们也许能够了解木卫三的电离层、其固有的磁场以及和木星磁层之间的联系。”

可借助NASA太阳系之眼（Eyes on the Solar System），了解朱诺号木星探测器此时此刻的位置。朱诺号有三个巨大的叶片，从它的圆柱形六边形身体伸出约66英尺(20米)，在探测器围绕木星的椭圆形轨道上旋转时帮助其保持自身稳定。

三台相机，两项工作

通常情况下，朱诺号木星探测器的恒星参考单元（SRU）导航照相机的任务是帮助保持探测器的航向，但在飞掠期间，它承担着双重任务。该相机对或将对其探测器产生不利影响的辐射进行了很好的屏蔽。在执行导航任务的同时它将通过采集一组特殊的图像，以收集关于木卫三附近区域的高能辐射环境的信息。

来自喷气推进实验室的朱诺号辐射监测负责人海蒂·贝克尔（Heidi Becker）表示：“在木星的极端辐射环境中，穿透高能粒子的特征在图像中表现为点、方块和条纹，就像电视屏幕上的静电。我们从恒星参考单元相机拍摄的图像中提取这些辐射引起的噪声特征，以获得朱诺号所受到的辐射水平的诊断快照。”

与此同时，丹麦技术大学建造的先进恒星罗盘相机将对穿透其屏蔽层的高能电子进行计数，每四分之一秒进行一次测量。

同样被征用的还有JunoCam成像仪。该相机旨在向公众展示关于木星探索的和壮丽画面，在木星探测任务的近五年时间里，它也提供了大量有用的科学知识。在飞掠木卫三时，JunoCam成像仪将以相当于旅行者号和伽利略号的最佳分辨率收集图像。朱诺号任务科学小组将仔细检查这些图像，并将其与之前任务获得的图像进行比较，寻找四十多年来可能发生的表面特征的变化。星球表面上陨石坑分布的任何变化都可以帮助天文学家更好地了解当前影响外太阳系卫星的天体群。

由于飞掠的速度，从JunoCam成像仪的视角来看，冰质卫星将在大约25分钟内从一个光点变成一个可观测的圆盘，然后又变回一个光点。因此，这段时间刚好足够拍摄五张图片。

JPL的朱诺号任务经理马特·约翰逊（Matt Johnson）表示：“在飞掠情况下，事情通常发生得非常快，而且我们下周有两个连续飞掠。所以实际上每一秒都至关重要；星期一，我们将以几乎每秒12英里（每秒19公里）的速度飞掠木卫三。不到24小时的时间内，我们将对木星进行第33次科学飞掠，届时以每秒36英里（每秒58公里）的速度在云顶上空呼啸。这将是一次狂野的旅程。”

关于该任务的更多信息

JPL是位于加州帕萨迪纳市的加州理工学院的一个分部，负责管理美国西南研究所首席研究员斯科特·博尔顿的朱诺号任务。朱诺号任务是NASA新前沿计划（New Frontiers Program）的一部分，该计划由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理。位于丹佛的洛克希德·马丁太空公司建造并负责运营朱诺号木星探测器。

参考：

[1]:https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-juno-to-get-a-close-look-at-jupiter-s-moon-ganymede

[2]:https://www.nasa.gov/feature/jpl/see-the-first-images-nasa-s-juno-took-as-it-sailed-by-ganymede