臺北市立天文科學教育館

2023年4月14日歐洲太空總署（ESA）Jupiter Icy Moons Explorer（Juice，之前稱為JUICE）成功發射，目標前往太陽系最大的行星木星。現在Juice任務已全面完成部署，處於最終型態，準備於2031年迎接木星的衛星。

圖說：Jupiter Icy Moons Explorer（Juice）。圖片來源：ESA

然而，Juice在太空中的前六週並不順利，它的冰月探測雷達（RIME）天線被卡住而無法展開，幸好一個多月後工程師們解決了這個問題。RIME裝置是關鍵任務，它可以為木星3個冰冷衛星木衛二（Europa）、木衛三（Ganymede）和木衛四（Callisto）的冰殼繪製地圖。Juice天線和吊桿的展開至關重要，因為它們分別承載了Juice的10種儀器，需要與太空船本身的電場及磁場保持一定距離。Juice還將進行一項名為Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment（PRIDE）的實驗，其目標是使用特長基線和地面干涉法來精確測量Juice在太空中的速度和位置。

圖說：Juice的科學儀器。圖片來源：ESA

這些儀器將負責探索木星，同時對木衛二、木衛三和木衛四進行35次飛越，據推測它們的冰殼下都含有液態水。此外，Juice還將對整個木星系統做進一步的檢查，因為這可能有助於更清晰地描繪出整個銀河系中不斷發現的系外氣態巨行星，以及可能尚未被發現的系外衛星。

在這10種Juice儀器中，其中3 種在任務中最為重要，其一為之前討論過的RIME天線，它負責繪製冰冷世界的內部環境；其二是JANUS光學相機系統，它能夠捕捉從紫光到近紅外線範圍中13種不同顏色的影像，並對木衛一Io進行拍攝；其三為Radio & Plasma Wave Investigation（RPWI），將製作有史以來第一張木星周圍電場的3D圖，它將提供關於能量如何在木星巨大的旋轉磁層與冰衛星間木衛二、木衛三和木衛四間相互作用的訊息。例如，這種能量轉移驅動了木衛三和木星高層大氣中的極光。研究人員表示此3D設計策略使得測量真實的物理數據如能量和動量成為可能，而無需借助理論或模擬來解釋。作為Juice前往木星期間對所有儀器進行持續測試的一部分，該團隊上週在距地球約800萬公里處啟動了JANUS，並大量拍攝了時間介於2～0.002秒天鵝座η星的影像。

圖說：JANUS的第一張影像，天鵝座η星。圖片來源：ESA/Juice/JANUS consortium

在前往木星的旅程中，Juice將借助多次重力助推，首先是2024年8月飛越地月系統、2025年8月飛越金星、2026年9月第1次飛越地球、2029年1月第2次也是最後一次飛越地球，然後於2031年7月抵達木星。Juice的主要任務計劃只持續4年，但加上對木衛二、木衛三和木衛四的35次飛越，應該能完成大量科學工作，並在此期間讓我們更多地了解木星及其眾多衛星。在執行任務期間，Juice將會告訴我們關於木星及其冰冷衛星的新發現，而這些發現將如何影響我們對冰冷世界及其潛在適居性的理解？時間將會證明一切。 （編譯／趙瑞青）

圖說：Juice的木星之旅。圖片來源：ESA

資料來源：UNIVERSE TODAY