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北京时间8月6日零时25分，美国宇航局发射了新型木星探测器“朱诺”号。按照既定计划，“朱诺”号将于2016年进入环绕木星的轨道运行，每年能绕木星运行32圈。它将测量木星大气层中氨与水的含量，研究大气中的对流及深层风速分布，研究木星岩石核，研究木星磁场的起源，探测木星两极磁气圈，以帮助科学家们了解这颗巨型行星的形成、演化和结构等。
木星拉丁文名字叫朱庇特。朱庇特是古罗马神话中隐藏在云层之中的众神之王，生性顽劣不羁，只有他的妻子朱诺女神能够看破云层，揭示他的真正面目。这就是新型木星探测器“朱诺”号名称的由来。美国宇航局为“朱诺”木星探测项目制定的口号为“揭开朱庇特的神秘”,即希望借助新的仪器揭开木星云层覆盖下的秘密，进一步研究木星的起源和演化情况。
探测木星的缘由
木星是太阳系中最大的行星，其赤道半径为71400千米，体积足以容纳1316个地球。它在距离太阳77800万千米的轨道上运行，公转一周约需12个地球年，自传一周却仅为9小时50分30秒，是八大行星中自转最快的一个。木星表面是液态氢的海洋，海深1.6万千米。主要由氢、氦组成的木星大气层厚约1000千米。迄今已知木星拥有64颗卫星，最大的4颗是1610年被伽利略发现的，因此又称其为伽利略卫星。按相对木星距离由近及远排列，它们分别被命名为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。
作为巨大的气体星球，木星质量是太阳系其他行星质量之和的近3倍，被认为是太阳周边首个形成的行星。天文学家希望对木星的起源有更多的了解，因为它在太阳系行星中占有主导地位。木星形成很早，其超大质量捕获并保留了太阳形成后遗留下的许多星际物质，因而对其探测还有利于人类深化对太阳系历史的认识。同时，自1995年以来，人类在太阳系外发现的500多颗行星中，大多数都是类似的巨大气体星球，研究木星可以帮助科学家加深对这些系外行星的了解。
从长远角度来讲，探测木星的意义重大：一是木星是氢含量极其巨大的能源宝库。由于氢的同位素氘和氚都是热核反应的重要原料，而地球上含量又很少，故而将来有望用其造福人类，还能用作核火箭的燃料，以利于实现星际航行；二是4颗伽利略卫星具有开发价值。探明它们的真实情况之后，可以选择一个条件最合适、环境最适宜的星球进行开发，将其建成未来的航天良港，作为人类乘坐宇宙飞船奔向更远天体的中转站。
对木星已进行的航天探测
直至目前，共有5个美国航天器探测过木星。它们是“先驱者”10号和11号、“旅行者”1号和2号以及“伽利略”号。前4个都是以飞掠方式对木星进行探测的，只有“伽利略”号以环绕方式探测了木星。1995年，“伽利略”号释放了重339千克的子探测器，它以每秒47千米的速度冲入木星北纬6度左右的大气层，坚持进行了75分钟的探测工作，并将获得的有关木星大气结构等数据通过“伽利略”号轨道器发回地球。完成直接考察木星大气层的使命后，子探测器烧毁并坠落在木星上。此外，“卡西尼”号和“新地平线”号两个探测器分别飞经木星近旁时，顺路对其进行了探测。哈勃太空望远镜也对木星进行了观测。它们之中，以“伽利略”号贡献最大，目前人类对木星的认识主要是通过研究“伽利略”号提供的数据资料而获得的，其中主要发现有：
1、木星也有光环。以前的人们只知道土星和天王星有光环，“旅行者”1号和2号发现木星也有光环。“伽利略”号不仅发现了新的光环，而且发现这些光环是由于太空陨石撞击木星的小卫星所产生的尘埃组成的。
2、初揭大红斑之谜。300多年前的天文观测就发现了位于木星赤道南侧的大红斑。“先驱者”拍摄的木星照片揭示，大红斑只是一团急速上升的强大气流。“旅行者”提供的照片表明，大红斑是一个逆时针方向旋转的立于云层中的巨大旋风。“伽利略”号发现木星大气中有强烈的狂风和湍流，风速为每小时530千米，使云层像波涛似地翻滚，形成颜色各异的大小不等的众多斑块，大红斑只不过是其中最大的一个而已。
3、发现木星极光。“旅行者”在木星背向太阳一面拍摄的照片显示，木星拥有十分壮观的极光。这是人类在地外行星上首次发现极光。科学家们分析了哈勃太空望远镜拍摄的木星极光照片后发现，其成因与地球极光有着本质的不同。木星极光与来自木卫一的粒子有密切关系。
4、巨大的磁场区域。“先驱者”和“旅行者”都发现木星磁场很大，其磁尾长达7亿千米以上。“伽利略”号使人类首次完整地观察到木星、木星卫星及其磁场。根据它传回的数据分析，木卫一似乎有微弱磁场；木卫二有含盐的海洋在冰层下流动，从而形成了电磁场；木卫三有一个同行星一样的磁场。航天探测还发现，木星磁场俘获太阳风中的带电粒子也形成了类似地球的辐射带，其辐射强度可达地球的1万倍。
5、外液内固的星体。航天探测表明,厚约1000千米的木星大气层主要由占82%的氢和占17%的氦组成，其余是氨、甲烷和磷化氢等。科学家们研究木星引力场和磁场结构的探测资料以后认为，木星表面被深为1.6万千米的液氢海洋包围着，其下是液态金属氢和氦，且具导电性，深达4.4万千米。星球中心部分是由铁、硅组成的岩石核心。木星内部的高温高压状态使它不断地向外辐射热量，但能源还未达到热核反应的程度。
6、揭开伽利略卫星的面纱。探测木卫一的最大成果是观察到它正在喷发的活火山，这是人类首次发现地外活火山活动；探测木卫二主要是发现其表面冰层下边可能存在海洋，其中可能存活生命；探测木卫三，照片显示其表面呈黄色，由盖满冰层的明亮区和堆积着岩石和灰尘的黑暗区组成，并有磁场；探测木卫四，其图像表明像个灰白色的冰球，表面有几个光亮的大盆地，可能是陨石撞击留下的痕迹。
“朱诺”号新型木星探测器
耗资11亿美元的“朱诺”号探测器，配备了最新的向量磁力仪、等离子能量探测器、红外成像光谱仪、微波辐射计、恒星导航仪、高能粒子探测器、极光分布实验设备、紫外分光计和彩色相机共9件精宻科学载荷，届时将会深入检测木星大气的成分、温度、水含量等信息，分析木星的磁场和重力场，探寻这一星体的深层结构。由于木星的磁场非常强，其辐射带可以损害探测器上大多数电子器件，故而“朱诺”号上的电脑罩有厚重的钛金属外壳。此外，作为“朱诺”号重力科学试验的一部分，它还将使用其通信设备考察木星的重力场。通过向地球发回信号并观察其多普勒效应，科学家将能考察木星重力场对信号的影响，从而了解更多的实际情况。
尽管木星与太阳距离是地—日距离的5.2倍，但“朱诺”号仍采用太阳能电池板供电，因此对其能效设计要求极高。发射升空后的“朱诺”号，展开了3块长8.9米、宽2.65米的太阳能电池板以提供动力，而未采用同类航天器通常携帯的放射性同位素温差发电器。前两年它将环绕太阳飞行，然后于2013年10月返回并飞越地球，借助地球引力以提速，随即飞向木星轨道。它于2016年7月抵达木星轨道后，将适时调整姿态和实施变轨，使自身进入环绕木星的极地轨道飞行，轨道高度距离木星云层5000千米。这不仅使它成为木星首个极地轨道探测器，而且成为最靠近木星的探测器，从而能将木星看得更清楚。在为期14个月的探测过程中，它将使用一系列仪器了解木星的运作及其内部结构。重达3.65吨的“朱诺”号探测器将在测量大红斑的深度、探测木星磁场强度、寻找木星的起源以及这个被云层环绕的星球是否有固体内核的答案方面作出新的贡献。
在发射“朱诺”号之后，美国又在准备向木星发射另一个新型探测器—“普罗米修斯”号木星冰卫轨道器，预计其升空时间晚于2012年。这是个能在预定轨道上长期运行的新型核动力探测器，主要用于对木卫二、木卫三、木卫四的表面情况进行探测，广泛研究上述几个冰冷卫星的历史、构成以及支持生命存活的潜能。科学家希望它能获得有关这些卫星地质成分和形成时间等的详细数据，并确定在木卫二冰层下的海洋中是否有可能存在某种生命形态。
【责任编辑】庞 云
木星拉丁文名字叫朱庇特。朱庇特是古罗马神话中隐藏在云层之中的众神之王，生性顽劣不羁，只有他的妻子朱诺女神能够看破云层，揭示他的真正面目。这就是新型木星探测器“朱诺”号名称的由来。美国宇航局为“朱诺”木星探测项目制定的口号为“揭开朱庇特的神秘”,即希望借助新的仪器揭开木星云层覆盖下的秘密，进一步研究木星的起源和演化情况。
探测木星的缘由
木星是太阳系中最大的行星，其赤道半径为71400千米，体积足以容纳1316个地球。它在距离太阳77800万千米的轨道上运行，公转一周约需12个地球年，自传一周却仅为9小时50分30秒，是八大行星中自转最快的一个。木星表面是液态氢的海洋，海深1.6万千米。主要由氢、氦组成的木星大气层厚约1000千米。迄今已知木星拥有64颗卫星，最大的4颗是1610年被伽利略发现的，因此又称其为伽利略卫星。按相对木星距离由近及远排列，它们分别被命名为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。
作为巨大的气体星球，木星质量是太阳系其他行星质量之和的近3倍，被认为是太阳周边首个形成的行星。天文学家希望对木星的起源有更多的了解，因为它在太阳系行星中占有主导地位。木星形成很早，其超大质量捕获并保留了太阳形成后遗留下的许多星际物质，因而对其探测还有利于人类深化对太阳系历史的认识。同时，自1995年以来，人类在太阳系外发现的500多颗行星中，大多数都是类似的巨大气体星球，研究木星可以帮助科学家加深对这些系外行星的了解。
从长远角度来讲，探测木星的意义重大：一是木星是氢含量极其巨大的能源宝库。由于氢的同位素氘和氚都是热核反应的重要原料，而地球上含量又很少，故而将来有望用其造福人类，还能用作核火箭的燃料，以利于实现星际航行；二是4颗伽利略卫星具有开发价值。探明它们的真实情况之后，可以选择一个条件最合适、环境最适宜的星球进行开发，将其建成未来的航天良港，作为人类乘坐宇宙飞船奔向更远天体的中转站。
对木星已进行的航天探测
直至目前，共有5个美国航天器探测过木星。它们是“先驱者”10号和11号、“旅行者”1号和2号以及“伽利略”号。前4个都是以飞掠方式对木星进行探测的，只有“伽利略”号以环绕方式探测了木星。1995年，“伽利略”号释放了重339千克的子探测器，它以每秒47千米的速度冲入木星北纬6度左右的大气层，坚持进行了75分钟的探测工作，并将获得的有关木星大气结构等数据通过“伽利略”号轨道器发回地球。完成直接考察木星大气层的使命后，子探测器烧毁并坠落在木星上。此外，“卡西尼”号和“新地平线”号两个探测器分别飞经木星近旁时，顺路对其进行了探测。哈勃太空望远镜也对木星进行了观测。它们之中，以“伽利略”号贡献最大，目前人类对木星的认识主要是通过研究“伽利略”号提供的数据资料而获得的，其中主要发现有：
1、木星也有光环。以前的人们只知道土星和天王星有光环，“旅行者”1号和2号发现木星也有光环。“伽利略”号不仅发现了新的光环，而且发现这些光环是由于太空陨石撞击木星的小卫星所产生的尘埃组成的。
2、初揭大红斑之谜。300多年前的天文观测就发现了位于木星赤道南侧的大红斑。“先驱者”拍摄的木星照片揭示，大红斑只是一团急速上升的强大气流。“旅行者”提供的照片表明，大红斑是一个逆时针方向旋转的立于云层中的巨大旋风。“伽利略”号发现木星大气中有强烈的狂风和湍流，风速为每小时530千米，使云层像波涛似地翻滚，形成颜色各异的大小不等的众多斑块，大红斑只不过是其中最大的一个而已。
3、发现木星极光。“旅行者”在木星背向太阳一面拍摄的照片显示，木星拥有十分壮观的极光。这是人类在地外行星上首次发现极光。科学家们分析了哈勃太空望远镜拍摄的木星极光照片后发现，其成因与地球极光有着本质的不同。木星极光与来自木卫一的粒子有密切关系。
4、巨大的磁场区域。“先驱者”和“旅行者”都发现木星磁场很大，其磁尾长达7亿千米以上。“伽利略”号使人类首次完整地观察到木星、木星卫星及其磁场。根据它传回的数据分析，木卫一似乎有微弱磁场；木卫二有含盐的海洋在冰层下流动，从而形成了电磁场；木卫三有一个同行星一样的磁场。航天探测还发现，木星磁场俘获太阳风中的带电粒子也形成了类似地球的辐射带，其辐射强度可达地球的1万倍。
5、外液内固的星体。航天探测表明,厚约1000千米的木星大气层主要由占82%的氢和占17%的氦组成，其余是氨、甲烷和磷化氢等。科学家们研究木星引力场和磁场结构的探测资料以后认为，木星表面被深为1.6万千米的液氢海洋包围着，其下是液态金属氢和氦，且具导电性，深达4.4万千米。星球中心部分是由铁、硅组成的岩石核心。木星内部的高温高压状态使它不断地向外辐射热量，但能源还未达到热核反应的程度。
6、揭开伽利略卫星的面纱。探测木卫一的最大成果是观察到它正在喷发的活火山，这是人类首次发现地外活火山活动；探测木卫二主要是发现其表面冰层下边可能存在海洋，其中可能存活生命；探测木卫三，照片显示其表面呈黄色，由盖满冰层的明亮区和堆积着岩石和灰尘的黑暗区组成，并有磁场；探测木卫四，其图像表明像个灰白色的冰球，表面有几个光亮的大盆地，可能是陨石撞击留下的痕迹。
“朱诺”号新型木星探测器
耗资11亿美元的“朱诺”号探测器，配备了最新的向量磁力仪、等离子能量探测器、红外成像光谱仪、微波辐射计、恒星导航仪、高能粒子探测器、极光分布实验设备、紫外分光计和彩色相机共9件精宻科学载荷，届时将会深入检测木星大气的成分、温度、水含量等信息，分析木星的磁场和重力场，探寻这一星体的深层结构。由于木星的磁场非常强，其辐射带可以损害探测器上大多数电子器件，故而“朱诺”号上的电脑罩有厚重的钛金属外壳。此外，作为“朱诺”号重力科学试验的一部分，它还将使用其通信设备考察木星的重力场。通过向地球发回信号并观察其多普勒效应，科学家将能考察木星重力场对信号的影响，从而了解更多的实际情况。
尽管木星与太阳距离是地—日距离的5.2倍，但“朱诺”号仍采用太阳能电池板供电，因此对其能效设计要求极高。发射升空后的“朱诺”号，展开了3块长8.9米、宽2.65米的太阳能电池板以提供动力，而未采用同类航天器通常携帯的放射性同位素温差发电器。前两年它将环绕太阳飞行，然后于2013年10月返回并飞越地球，借助地球引力以提速，随即飞向木星轨道。它于2016年7月抵达木星轨道后，将适时调整姿态和实施变轨，使自身进入环绕木星的极地轨道飞行，轨道高度距离木星云层5000千米。这不仅使它成为木星首个极地轨道探测器，而且成为最靠近木星的探测器，从而能将木星看得更清楚。在为期14个月的探测过程中，它将使用一系列仪器了解木星的运作及其内部结构。重达3.65吨的“朱诺”号探测器将在测量大红斑的深度、探测木星磁场强度、寻找木星的起源以及这个被云层环绕的星球是否有固体内核的答案方面作出新的贡献。
在发射“朱诺”号之后，美国又在准备向木星发射另一个新型探测器—“普罗米修斯”号木星冰卫轨道器，预计其升空时间晚于2012年。这是个能在预定轨道上长期运行的新型核动力探测器，主要用于对木卫二、木卫三、木卫四的表面情况进行探测，广泛研究上述几个冰冷卫星的历史、构成以及支持生命存活的潜能。科学家希望它能获得有关这些卫星地质成分和形成时间等的详细数据，并确定在木卫二冰层下的海洋中是否有可能存在某种生命形态。
【责任编辑】庞 云