「木卫二快船」启程，开启 10 年的木星之旅

今日新闻 2024年10月25日 14:45 609 facai369

Europa Clipper

美国太空总署（NASA）备受期待的「木卫二快船」（Europa Clipper）任务，稍早由 SpaceX 的 Falcon Heavy 火箭载送升空，开始了长达 10 年的任务。这当中包括 6 年的「巡航」期，也就是从地球到木星所花的时间，以及 4 年的探测任务，将以木卫二（Europa）为中心，进行多次近距离飞掠及各种科研和资料收集。

木卫二快船加上燃料的总重量达到 6,065 公斤，是 NASA 有史以来最重的行星探测器。做为比较，知名的航海家二号仅重 722 公斤，而在 1989 年启程，1995 年抵达木星的伽利略探测器，也只有 2,560 公斤而已。为了将这么重的一个探测器尽快送到木星，木卫二快船不仅使用了目前世界上服役火箭中最强力的 Falcon Heavy，而且还是很罕见的将下级火箭和助推火箭全部牺牲的配置，为木卫二快船提供最高的动力。

木卫二快船的目标自然是木星的卫星木卫二，自从它被发现可能在表面下有液态水的海洋后，启动专门对木卫二进行探访的任务的呼声便一直没有停过。NASA 自 1997 年以来经过了多次的可行性研究，在探测器的具体大小、任务与造价间摇摆不定，最后一直到 2017 年才对木卫二快船的具体任务及目标拍板定案，并且在 2019 年进入设计及製造阶段。

木卫二快船设计时最主要的争论点，在于是否要让它进入木卫二的轨道。由于木卫二位于木星庞大而强力的辐射线垄罩之下，因此探测器要存活的话需要耐辐射的零件组与大量的备援系统，会大幅增加探测器的重量并缩短探测器的可用寿命；然而如果不进入木卫二的轨道的话，则又怕它无法取得足够多的关键资料。最后，天文学家们设计了一套非常複杂而精确的轨道，让木卫二快船虽然大多数时间在离木卫二及木星的辐射线较远的地方，但靠着与其他木星卫星複杂的交互作用，它可以不断改变与木卫二接近时的相对轨道。

Europa Clipper

在 44 次接近的机会当中，探测器的相机将能覆盖木卫二的整个表面，并且最近的一次可以低到离表面仅 25 公里的程度，可望採集到表面逸散的微量水汽。这样的轨道设计也让木卫二快船可以在远离木星的部份慢慢将收集到的资料上传回地球，而不用担心地球上的接收系统没有足够的频宽接收资料了。

木卫二快船的主要任务包括了地表成份分析、地表热影像（希望能拍到由地底海洋推动的喷泉）、地表的高解析度全影像、冰层厚度分析及地磁分析等。这当中冰层厚度和冰下海洋的分布是任务的最重点，木卫二快船将利用地表穿透雷达和地磁变化，来试图了解究竟是否冰层下真的有液态水，及液态水海洋的深度。而地表的高解析度影像则除了完善我们对木卫二地质的了解之外，也为未来可能的着陆地点分析提供可靠的基础。

除了美国的木卫二快船之外，欧洲太空署也有一个名为 Juice 的探测器在去年 4 月发射，预计在 2031 年抵达。Juice 的任务比较没有那么侧重在木卫二上，而是会造访包括木卫三（Ganymede）、木卫四（Callisto）在内的大型木星卫星。由于两个探测器在木星活动的期间会重叠，因此很有机会能互相补充资料的不足。

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