史上最强的探测器 2011年8月6日，美国航空航天局的“朱诺”号探测器顺利升空，开启了远征木星之旅。无论是探索浩瀚的宇宙还是神秘的海底，人类发明的探测仪器，必须具备在极端环境下既能高效作业又能自我保护的能力。木星是太阳系中环境最为恶劣的星球之一，但“朱诺”号也绝非等闲之辈。她被称为“有史以来最强悍的宇宙探测器”，使用了由高强度钛合金制成的保护壳，暴露在外的感应装置则使用了足以抵御宇宙射线和电荷侵袭的特殊材料。几个月来的飞行证明，“朱诺”号的自我保护措施十分有效。在保护壳之内，线缆的温度通常在0-40摄氏度之间，而接收器和其他电子元件受到的辐射甚至比许多绕地球飞行的航天器受到的辐射还少。
由于远离太阳，光照十分微弱，之前前往木星的探测器使用的都是“放射性同位素温差发电器”，但“朱诺”号却使用太阳能作为能源。她携带了3块超大的太阳能电池帆板，每块宽2.65米，长8.9米，能为探测器中的所有仪器、设备提供足够的能量。它还携带了一台常规发动机，主要用于中途修正飞行轨道和进入木星轨道时的切人制动。
“朱诺”号木星探测器前两年的任务是绕太阳飞行，然后将返回并飞越地球，借助地球引力加速飞向木星，预计将于2016年8月抵达小星。之后它将在这个气体行星上空约5000千米处运行，并从木星的北极进入木星射线带，细致观测木星深层大气、重力场、磁场等，并寻找氧气。木星，这个太阳系八大行星中的“老大哥”，一直是天文学家十分感兴趣的研究对象。虽然此前的多次探测活动已经带回了不少有价值的信息，但仍然有许多谜团没有解开。例如，木星上有多少水?木星的中心是否有重物质核，或者全部都是气体?所有这些未解之谜也正是“朱诺”号此行所要探索的。
邀请“伽利略”同行
为了提高年轻人对数学和科学的兴趣，作为面向大众的科普教育的一部分，除了最先进的科学仪器，“朱诺”号探测器还搭载了三位特殊的“客人”一同前往木星。他们是三个乐高玩偶：罗马神话中的天神朱庇特、朱庇特的妻子朱诺以及意大利天文学家伽利略。
木星的英文名字是Jupiter，在罗马神话中代表天神“朱庇特”，而朱庇特的妻子就叫“朱诺”。或许他们在希腊神话中的名字你更熟悉：“宙斯”和“赫拉”。传说天神朱庇特能施展法力用云雾遮住自己，但是朱诺却能看透这些云雾，了解朱庇特的真面目。木星探测器取名“朱诺”，并带上了他们的玩偶，也是借用其寓意，希望它能解开木星这颗云遮雾绕的气态行星隐藏的秘密。
高约3.8厘米的白色小玩偶伽利略，左手托着木星模型，有手握着望远镜，目光远眺，若有所思，仿佛正思考着重大天文发现。之所以邀请“伽利略”同行，是因为他对木星观测作出过开创性的卓越贡献，包括发现了现在被称为“伽利略卫星”的4颗最大的木星卫星。事实上，人类第一个围绕木星运行的探测器就是以伽利略的名字命名的。除了伽利略玩偶，“朱诺”号还携带了一块由意大利航天局提供的伽利略箴言铭牌，上面有伽利略的头像，以及当年伽利略用自制的望远镜观测木星时记录的笔记原文。
太阳系中的巨无霸
木星是太阳系中除了太阳之外当之无愧的巨无霸。这颗巨大的气态行星的质量相当于318个地球，是太阳系中其他所有行星质量之和的两倍还多；体积更是地球的1300倍以上，被认为是太阳周边首个成形的行星。木星与太阳的距离是地球与太阳距离的5倍，每4331个地球日，约合11.86年围绕太阳公转一圈。目前已知，木星拥有64颗卫星及4道光环。其中最大的4颗卫星是400多年前由伽利略首先发现的。这是人类首次发现，地球之外的一个天体围绕另一个天体运行，给了当时占统治地位的“地心说”致命的一击。
作为一颗气态行星，木星由90％的氢和10％的氦组成，还有极微量的其他气体，包括甲烷和氨。木星大气中最广为人知的要数“大红斑”了。人们已经观测这个巨大的气旋长达180年，但它却从未消退过。由于云层阻挡，我们看不到木星的深处。天文学家想深入了解木星云层中那些色彩斑斓的云带、大红斑、大白斑究竟向下延伸到多少深度?它们是怎么形成的? “朱诺”号将进行木星全球大气运动情况探测，首次测量其深层气流的运动速度，并探测不同深度上云层的化学成分、温度等数据。
“朱诺”是第九颗访问木星的探测器。最早造访木星的探测器，是美国航空航天局的“先驱者10”号。这艘飞船于1972年3月3日发射升空，并于1973年12月飞掠木星，最近时的距离为20万千米。值得一提的是，“先驱者一10”号也是第一艘突破太阳逃逸速度的飞船，在飞掠木星之后，它继续向着太阳系之外飞去。2003年1月23口地面控制中心收到它发来的最后一条信息，当时它距离地球约80亿千米。有朝一日它会被“外星人”俘获吗?
任重道远的“朱诺”真的难以想象，在木星巨厚的大气层之下，压力何等惊人。科学家认为，在这样的条件下氢会被压缩成一种称为“金属氢”的奇异形态。这种奇异物质被认为是木星强大磁场的来源。而正是这个强大的磁场和高能粒子相互作用，产生了太阳系中最明亮的极光。“朱诺”号探测器将直接对这些高能粒子进行取样，并通过紫外波段观测木星的极光现象。对这种与地球迥然不同的行星极光现象进行深入研究，将帮助我们更好地理解极光现象的本质。
根据目前公认的理论，太阳系形成于一团巨大的宇宙尘埃的塌缩，其中大部分质量集中在处于中央位置的太阳。和太阳一样，木星的组成也是氢和氦。因此，木星必定形成于太阳系早期，因而能够捕获大量尚未散去的气体物质。但是这一过程具体是如何进行的，木星究竟是首先形成了一个较小的原始行星，并借助其引力捕获周边物质，还是一团不稳定的尘埃云直接塌缩并形成了木星?天文学界至今仍无结论。如果“朱诺”号探测器能帮助我们对此加深了解，将极大地有助于我们理解包括地球在内的其他行星最初的形成模式。
“朱诺”的主要任务是了解木星的起源和演化历程。和地球不同，木星强大的引力使其能将大量的原始物质保存至今，让我们得以追溯太阳系的早期历史。借助其搭载的科学设备，“朱诺”号将揭示木星的内部构造，探明木星是否存在一个固体内核。如果存在一个固体的内核，就测出其质量。“朱诺”号还将探测木星深层大气中的水分和氨，绘制木星的高强度磁场图等等。总之， “朱诺”号将大大加深我们对巨型气态行星的形成，以及它们对整个太阳系作用的理解。
难得一见的“地月合影”
2011年8月26日，飞往木星途中的“朱诺”号探测器，在升空25天之后，传回了它用自身携带的照相机为地球和月球拍摄的惊人的合影，展示了我们的星球从900多万千米外看起来的样子。照片显示了地球像广阔黑色视野上的一个明亮的白色圆盘，月球看起来像是在地球右面的一个小光斑。这既是“朱诺”号对自身照相系统的一次测试，也是她在启程飞向木星之际对地月系统所做的一个告别。“朱诺”号探测项目的负责人说：“这是所有人都很少见的情景，这个视角显示了从外面看地球是什么样子，通过一个特殊的视角描绘了我们人类在宇宙中扮演的角色和所处地位。我们看到了一个虽然微不足道，但很漂亮的故乡。”作为“朱诺”号探测器携带的9大科学仪器之一，“朱诺相机”将拍摄木星的彩色图像，既可供科学家进行目视观察，选定观测目标，又可对公众发布精美的木星图像。
其实，“朱诺”号传回的这幅“地月合影”照片，并非人类发射的太空飞行器第一次拍摄到的此类照片。1977年9月18日， “旅行者2”号探测器在距离地球1166万千米处也曾拍摄过“地月合影”。那张照片显示了明亮的地球上的蓝色海洋和白云，以及位于地球上方的一弯新月。由于地球要比月球亮很多，为了使两个天体能清楚地呈现在一起，因此照片中的月球是人工曾亮过的。在那张具有标志性的地月照片出现34年之后，“朱诺”号又一次拍摄了难得一见的“地月合影”。