我國如何探測木星及其冰衞星？_風聞

來源：微博@深空探測實驗室

​結合我國運載火箭發射能力和探測器科學載荷與推進劑攜帶能力，地球至木星轉移飛行過程需採用行星借力策略，並視情況輔助點火機動。分析可知，優選發射時間為2029年10月。

抵達木星後，木星系內軌道設計主要考慮科學目標和輻射防護（探測器可存活性）。科學目標的選取需結合國際木星系探測的形式進行綜合論證。極軌更利於木星磁場探測，赤道軌道更適合木星系內巡航與木衞飛越，中傾角軌道可以兼顧赤道與極區探測。

以木星為主探測目標時，當資源只夠支撐一個探測器時，木星系內軌道需進行權衡；如果資源足夠，可考慮實施木星雙環繞探測，一個以極軌環繞，另一個以中低傾角軌道環繞，除各自的探測外，兩器還可實現星間聯合測試。

如果聚焦木衞探測，可直接設計木衞環繞軌道；如果想兼顧木星及木衞，可先環繞木星再轉移至環繞木衞。此外，還可以考慮釋放大氣進入器，獲取大氣內部結構，也可以攜帶木衞撞擊器或着陸器，對木衞進行撞擊或着陸探測。

從輻射防護角度分析，越靠近木星，輻射環境越惡劣。在軌道設計中，應減少探測器在輻射惡劣區域中的滯留時間，確保探測器的安全。

具體建議包括5點：

（1）加強頂層任務規劃。建議在木星系探測任務中，在科學目標上，實行與歐美差異化探測思路，聚焦尚屬空白的研究內容，挖掘原創性成果；在探測目標上，儘量擴展潛在探測對象，包括木星、木衞、行星際空間、可能飛越的行星及小天體；在探測形式上，在環繞探測的基礎上，挖掘大氣進入、木衞撞擊、木衞着陸、木衞鑽冰等技術。

（2）加速關鍵技術攻關。建議提前佈局，加強對多天體動力學環境下複雜軌道設計、木星系強輻射環境效應防護、甚長週期自主管理等核心技術先期攻關的支持力度，突破技術瓶頸，帶動一批高精尖前沿課題研究，完善我國邁向更遠深空的技術能力體系。

（3）注重創新與自主可控。木星系探測將面臨超遠距離、超低光照、超低温、超強輻射等惡劣任務環境，需實現運載能力、快速抵達、探測器壽命的綜合平衡。在繼承成熟技術的同時，任務設計與技術攻關更需遵循強化創新原則，在快速飛行、空間能源、高效推進等方面深挖，提出我國特色技術方案。在核心技術方面，注重自主可控，並做好充分驗證，確保可靠可行。

（4）關注科學原創成果輸出。建議在木星系探測任務中，針對目前尚未突破的科學空白入手，比如木星大氣運動垂直結構、木星內部結構、木衞冰下海洋等，設計並研製新型科學載荷，以獲取更多原創性科學發現，填補科學空白。

（5）積極開展國際合作。在我國木星系探測任務規劃與實施中，建議充分借鑑國際合作任務的協作方式，如聯合歐洲航天局開展木星系環境研究、科學目標聯合挖掘，充分利用其他國家的經驗，為我國木星系探測任務的實施提供支撐。充分利用其他國家從以往的深空探測任務中繼承的經驗教訓，搭建木星系探測科學研究、技術試驗和協同創新平台，匯聚國際頂尖科技人才，發揮共同智慧，更高效、可靠地開展木星系探測任務，獲得更多科學成果併為未來的深空探測任務積累工程經驗。

（節選自《木星冰衞星探測任務分析與我國木星探測建議》，《空間科學與試驗學報》2024年第3期 ）