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木卫二—木星系统任务

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木卫二－木星系统任务－拉普拉斯
Europa Jupiter System Mission – Laplace
艺术家笔下的木卫二－木星系统任务：木星-木卫二轨道飞行器（上）和木星-木卫三轨道飞行器（下）。
所属组织欧洲空间局和美国宇航局
任务类型多台轨道探测器和登陆器
官方网站Europa Jupiter System Mission

木卫二－木星系统任务－拉普拉斯（英语：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年左右发射的探测任务，该任务将深度探索木星的卫星木卫二和木卫三以及木星的磁层。该任务将有至少两个子计划，即美国宇航局的木星-木卫二轨道飞行器（JEO）和欧空局的木星-木卫三轨道飞行器（JGO）以协同对木星系统的研究。

2011年4月，欧空局宣称基于美国宇航局的预算，不太可能在2020年代初执行美国和欧洲协同的探测计划。因此欧空局正考虑是否可能执行由欧洲主导的探测计划[1]。欧洲主导的计划则是基于木星-木卫三轨道飞行器修改的木星冰月轨道器（JUICE）。 日本宇宙航空研究开发机构和俄罗斯联邦航天局也表达了加入该计划的兴趣，虽然目前尚未最终定案。木星-木卫二轨道飞行器的预算可能达到47亿美金[2]，而木星-木卫三轨道飞行器的预算可能达到10亿美金（7.1亿欧元）[3]。

起源

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2008年2月，美国宇航局和欧洲空间局开始联合探讨在称为外行星旗舰任务的架构下发送探测器探测外行星的冰卫星可能性[4]。其中两个主要的候选任务就是本计划和包含了原本欧空局土卫六和土卫二任务（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统任务将会优先于土星系统任务[5][6]。欧空局负责的部分仍面临另外两项计划：激光干涉空间天线和国际X射线天文台的资金竞争，这也是美国宇航局一直发射单一探测器作为整个计划部分应急之用的原因[7]。

2009年2月18日，美国宇航局和欧空局联合宣布木星和土星系统探测计划都可以继续进行，但木星计划优先。而木星探测计划预计将在2020年发射，并在2026年抵达木星。土星和土卫六任务则会稍晚发射[8]。

根据美国宇航局2011年十年探测计划与预算，联合探测计划在时间表上不太可能出现，所以欧空局正寻求进行欧洲主导的探测计划的可行性[1]。

任务架构

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本地图显示了所有目前参加计划的国家（红色）和有意加入的国家（棕色）。

这个计划最主要的特点就是提出了两个，可能三个，甚至是四个各自独立的轨道探测器/登陆艇。

本计划的基础架构是欧空局和美国宇航局的探测器，并且预计将在2020年发射，之后在分别进入探测木卫二和木卫三的环绕轨道前要执行许多错综复杂的木星系统探测。而这两台探测器将各自独立发展与发射，再一起协同探测。而探测器的发射和航行时间是互相独立的。虽然这一系列探测器主要是探测四颗伽利略卫星中的两颗，但共同运作可使整个探测体系包含木星本身，磁层和环[9]。

这两个探测器将探测木星的动态现象，例如木卫一的火山活动和木星的大气层，并了解木星磁层以及和伽利略卫星交互作用的状况。并且将会确认在木卫二和木卫三冰外壳下假设的液态水海洋。如果日本加入探测计划，将会进行木星磁层的探测，提供天文物理学上的磁层盘面与三维的木星系统协同探测。

目的

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本计划的目的是要确认木星系统是否有适合生命的环境。计划最基本的主题可以进一步聚焦到关于行星适居性的科学目的（集中研究木卫二和木卫三）。而主要的科学目标是[9]：

  • 确认卫星表面之下的海洋存在。
  • 确认卫星的水冰外壳和表面下的液态水。
  • 确认木卫三的深层构造和其内在磁场。
  • 比较散逸层、等离子环境和磁层交互作用。
  • 确认卫星表面组成物质和化学性质。
  • 了解卫星表面地形特征，包含近年或持续活动区域，并确认和描述未来登陆任务的区域。

加入俄罗斯木卫二登陆艇可能性

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俄罗斯联邦航天局和俄罗斯科学院正考虑进行一个独立的木卫二探测任务，称为木卫二登陆器[10]。该探测器将由联合号系列运载火箭发射，并由欧空局和/或美国宇航局的卫星作为向地球传输资料的中继站。目前已经在设想由国际上广泛提供科学酬载和探测工具。根据现有的资源将会有一个在机械臂上的磨床，甚至是钻孔或热穿透系统的构想以确认木卫二表面冰层特征[11][12][13][14]。其他的建议构想则有使用冲击器穿透辐射照射物质以到达原始水冰。一旦开始进行撞击，探测器就可以释出热溶系统以探测木卫二表层[15][16][17]。

参见

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参考资料

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  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 互联网档案馆的存档，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）. 

外部链接

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