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木衛二—木星系統任務

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木衛二－木星系統任務－拉普拉斯
Europa Jupiter System Mission – Laplace
藝術家筆下的木衛二－木星系統任務：木星-木衛二軌道飞行器（上）和木星-木衛三軌道飞行器（下）。
所属组织欧洲空间局和美国宇航局
任务类型多台軌道探測器和登陸器
官方网站Europa Jupiter System Mission

木衛二－木星系統任務－拉普拉斯（英語：Europa Jupiter System Mission – Laplace，EJSM/Laplace）是一项美国宇航局和欧洲空间局计划约于2020年左右發射的探測任务，該任务將深度探索木星的衛星木衛二和木衛三以及木星的磁層。該任務將有至少兩個子計畫，即美国宇航局的木星-木衛二軌道飞行器（JEO）和欧空局的木星-木衛三軌道飞行器（JGO）以協同對木星系統的研究。

2011年4月，欧空局宣稱基於美国宇航局的預算，不太可能在2020年代初執行美國和歐洲協同的探測計畫。因此欧空局正考慮是否可能執行由歐洲主導的探測計畫[1]。歐洲主導的計畫則是基於木星-木衛三軌道飞行器修改的木星冰月軌道器（JUICE）。 日本宇宙航空研究開發機構和俄罗斯联邦航天局也表達了加入該計畫的興趣，雖然目前尚未最終定案。木星-木衛二軌道飞行器的預算可能達到47億美金[2]，而木星-木衛三軌道飞行器的預算可能達到10億美金（7.1億歐元）[3]。

起源

2008年2月，美国宇航局和欧洲空间局開始聯合探討在稱為外行星旗艦任務的架構下发送探測器探測外行星的冰衛星可能性[4]。其中兩個主要的候選任務就是本計畫和包含了原本欧空局土衛六和土衛二任務（TandEM）的土卫六－土星系统任务（TSSM）。

2009年2月，美国宇航局和欧空局宣布木星系統任務將會優先於土星系統任務[5][6]。欧空局負責的部分仍面臨另外兩项計畫：激光干涉空间天线和國際X射線天文台的資金競爭，這也是美国宇航局一直發射單一探測器作為整個計畫部分應急之用的原因[7]。

2009年2月18日，美国宇航局和欧空局聯合宣布木星和土星系統探測計畫都可以繼續進行，但木星計畫優先。而木星探測計畫預計將在2020年發射，並在2026年抵達木星。土星和土衛六任務則會稍晚發射[8]。

根據美国宇航局2011年十年探測計畫與預算，聯合探測計畫在時間表上不太可能出現，所以欧空局正尋求進行歐洲主導的探測計畫的可行性[1]。

任務架構

本地圖顯示了所有目前參加計畫的國家（紅色）和有意加入的國家（棕色）。

這個計畫最主要的特點就是提出了兩個，可能三個，甚至是四個各自獨立的軌道探測器/登陸艇。

本計畫的基礎架構是欧空局和美国宇航局的探測器，並且預計將在2020年發射，之後在分別進入探測木衛二和木衛三的環繞軌道前要執行許多錯綜複雜的木星系統探測。而這兩台探測器將各自獨立發展與發射，再一起協同探測。而探測器的發射和航行時間是互相獨立的。雖然這一系列探測器主要是探測四顆伽利略衛星中的兩顆，但共同運作可使整個探測體系包含木星本身，磁層和環[9]。

這兩個探測器將探測木星的動態現象，例如木衛一的火山活動和木星的大氣層，並了解木星磁層以及和伽利略衛星交互作用的狀況。並且將會確認在木衛二和木衛三冰外殼下假設的液態水海洋。如果日本加入探測計畫，將會進行木星磁層的探測，提供天文物理學上的磁層盤面與三維的木星系統協同探測。

目的

本計畫的目的是要確認木星系統是否有適合生命的環境。計畫最基本的主題可以進一步聚焦到關於行星適居性的科學目的（集中研究木衛二和木衛三）。而主要的科學目標是[9]：

  • 確認衛星表面之下的海洋存在。
  • 確認衛星的水冰外殼和表面下的液態水。
  • 確認木衛三的深層構造和其內在磁場。
  • 比較散逸層、電漿環境和磁層交互作用。
  • 確認衛星表面組成物質和化學性質。
  • 了解衛星表面地形特徵，包含近年或持續活動區域，並確認和描述未來登陸任務的區域。

加入俄羅斯木衛二登陸艇可能性

俄罗斯联邦航天局和俄羅斯科學院正考慮進行一個獨立的木衛二探測任務，稱為木衛二登陆器[10]。該探測器將由聯合號系列運載火箭發射，並由欧空局和/或美国宇航局的衛星作為向地球傳輸資料的中繼站。目前已經在設想由國際上廣泛提供科學酬載和探測工具。根據現有的資源將會有一個在機械臂上的磨床，甚至是鑽孔或熱穿透系統的構想以確認木衛二表面冰層特徵[11][12][13][14]。其他的建議構想則有使用衝擊器穿透輻射照射物質以到達原始水冰。一旦開始進行撞擊，探測器就可以釋出熱溶系統以探測木衛二表層[15][16][17]。

參見

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 New approach for L-class mission candidates （页面存档备份，存于互联网档案馆）, ESA, 19 Apr 2011
  2. ^ Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013–2022 (2011) （页面存档备份，存于互联网档案馆） (page 365)
  3. ^ Europe’s Next Big Mission Depends on U.S. and Japan. Space News. 4 February 2011 [22 May 2011]. （原始内容存档于2012-05-24）.  Authors list列表中的|first1=缺少|last1= (帮助)
  4. ^ Outer Planet Flagship Mission 互联网档案馆的存檔，存档日期2009-06-27.
  5. ^ NASA and ESA Prioritize Outer Planet Missions. [2012-02-25]. （原始内容存档于2011-08-10）. 
  6. ^ Rincon, Paul Jupiter in space agencies' sights （页面存档备份，存于互联网档案馆）, BBC News (18 February 2009)
  7. ^ OPF Study Team. Outer Planet Flagship Mission: Briefing to the OPAG Steering Committee (PDF). Outer Planets Assessment Group. 28 August 2008 [14 October 2008]. （原始内容存档 (PDF)于2012-07-02）. 
  8. ^ NASA and ESA Take Aim at Jupiter – Together. [2012-02-25]. （原始内容存档于2012-03-14）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Europa Jupiter System Mission (EJSM). NASA. Jet Propulsion Laboratory. 2009 [9 August 2009]. （原始内容存档于2009年8月11日）. 
  10. ^ EJSM Open Science Workshop, 17–19 May 2010. ESA. 9 February 2010 [26 November 2010]. （原始内容存档于2012-03-08）. 
  11. ^ LAPLACE: A mission to Europa and the JupiterSystem for ESA’s Cosmic Vision Programme (PDF). ESA. [21 June 2009]. （原始内容存档 (PDF)于2012-04-15）. 
  12. ^ Weiss, P.; et al. A thermal drill head for the exploration of subsurface ice layers on Europa (PDF). Proceedings of the International workshop “Europa lander: science goals and experiments” Space Research Institute (IKI), Moscow, Russia. [2012-02-25]. （原始内容存档 (PDF)于2012-04-15）. 
  13. ^ Biele, J.; et al. In-situ analysis of Europa ices by melting probes (PDF). Proceedings of the International workshop “Europa lander: science goals and experiments” Space Research Institute (IKI), Moscow, Russia. [2012-02-25]. （原始内容存档 (PDF)于2012-04-15）. 
  14. ^ Pullen, L. Drilling Down to Alien Oceans. Astrobiology Magazine. （原始内容存档于2011-01-25）. 
  15. ^ Weiss, P.; et al. Thermal drill sampling system onboard high-velocity impactors for exploring the subsurface of Europa. Advances in Space Research, 2010, doi:10.1016/j.asr.2010.01.015. 
  16. ^ Gowen, R.A. et a. Penetrators for Europa (PDF). Proceedings of the International workshop “Europa lander: science goals and experiments” Space Research Institute (IKI), Moscow, Russia. [2012-02-25]. （原始内容存档 (PDF)于2012-02-25）. 
  17. ^ Hsu, J. Dual Drill Designed for Europa’s Ice. Astrobiology Magazine. [2020-10-12]. （原始内容存档于2012-01-24）. 

外部連結

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