16　朱諾號在木星上的三大發現

木星是太陽係中體積和質量都最大的行星，將太陽和木星除外，太陽係所有其他天體加起來的質量還不到它的一半。對於大多數讀者來說，木星也是一個“熟悉的陌生人”。說它熟悉，是因為木星的形象特別受藝術家的青睞，很多影視作品和書籍都把木星作為天體的代言人。比如《2001：太空漫遊》《木星上行》，還有2019年年初上映的國產科幻影片《流浪地球》，其中都出現了木星。在《流浪地球》裏，地球差點因為撞上它而毀滅。木星的影像特別漂亮——在棕白色的背景下，其標誌性的大紅斑和各種藍色旋渦，使得木星充滿了一種科幻的美感。

而說它陌生，是因為盡管人們已經派遣過先驅者號、旅行者號以及伽利略號等探測器去執行木星任務，但我們對於木星還是知之甚少，甚至連“木星的大氣層有多厚”這個最基本的問題，我們都不知道答案。

2003年9月21日，伽利略號木星探測器完成了使命。一旦它與可能存在外星生命的木衛二發生碰撞就會造成汙染，因此，在燃料耗盡之後，伽利略號就會以約26.7萬千米／小時的速度墜入木星的大氣層，燃燒殆盡。在伽利略號墜向木星的過程中，它向地球傳回了最後58分鍾的數據。在木星的79顆衛星中，大部分衛星的表麵都是由冰構成的。按照科學家們的推測，木星的大氣層應該也含有大量的水才對。但是伽利略號傳回來的信號卻顯示，木星大氣要比想象的幹燥許多。那麽，究竟是木星原本就是一個幹燥的星球呢，還是木星大氣的含水量分布不均，又或是伽利略號的數據不準確？木星的大氣更類似地球形成初期的情況，如果能搞清楚木星大氣中是否含水，那麽對搞清楚整個太陽係的形成，乃至生命體的出現都有重要的作用。

一直等到伽利略號的繼任者，也就是這一章的主角——朱諾號（Juno）抵達木星，這個問題才終於得到了解答。

在伽利略號埋骨木星的7年多後，2011年8月5日，在佛羅裏達州卡納維拉爾角發射場，第五代大力神號運載火箭攜帶著朱諾號探測器飛向太空。經過5年多的飛行，在2016年7月5日中午，NASA召開新聞發布會，宣布朱諾號成功進入木星軌道，這是自2003年伽利略號結束木星探測任務以後，13年來首個繞木星工作的探測器。

朱諾號一共攜帶了9台探測儀器，科學家們希望它能給木星做一次全身檢查。在這些靈敏儀器的外麵，是一個厚度達1厘米、由金屬鈦組成的電子保護艙。這也是NASA第一次采用輻射防護電子艙，大小相當於一輛家用SUV轎車的行李箱，朱諾號的電子設備都安裝在這裏，主要是為了應對木星惡劣的環境。木星是一個脾氣不那麽好的天體，濃密的大氣層、隨處可見的風暴、致命的高磁場，都意味著木星並不願意向人類揭開自己神秘的麵紗。探測木星，除了需要探測器自身的良好性能外，多少還是要有一些運氣的。

而朱諾號的旅途也注定不平靜。按照原計劃，朱諾號要環繞木星軌道飛行37圈後，於2018年2月20日完成使命，而直到本章寫作的2019年11月，朱諾號才剛剛完成了第22圈的環繞探測任務。顯然，朱諾號一定發生了一些意外。

原來，NASA在2016年10月發現朱諾號航天器燃油係統的一組閥門出現了故障。朱諾號本來要進行變軌，從環繞木星53天的軌道加速進入14天的環繞軌道，但不得不取消這項計劃，保持原來的軌道進行飛行。以這樣的速度環繞木星，到原計劃截止日，朱諾號連一半的觀測任務都完成不了。

好消息是，盡管朱諾號沒有辦法進行變軌，但科學家們最擔心的儀器被木星高強度磁場損壞的情況卻沒有發生。NASA一個獨立專家小組經過評估後，認為目前朱諾號上麵的探測器運行良好。在實際運行中，朱諾號受到的輻射比最初預期的要弱得多，它搭載的相機目前仍然在正常工作。因此，朱諾號將任務延期到了2021年7月，我們依然能源源不斷地收到朱諾號從木星發回的各種數據。

而朱諾號也確實沒有辜負人類對它的期望，一個又一個振奮人心的發現改變了我們對木星的看法。要是把朱諾號最主要的三個發現概括起來，恰好可以用三種顏色來說明，分別是紅、黃、藍。這三種顏色，分別代表了木星的三個重大發現，下麵讓我來逐一說明。

一、紅色

要是讓你聯想紅色與木星的關係，估計你馬上就能想到大紅斑。眾所周知，大紅斑是一個在木星大氣上層，比地球直徑還大的反氣旋風暴。根據史料記載，人類觀察大紅斑的時間有400多年了(1)。但是大紅斑那標誌性的紅色究竟是什麽物質呢？我們並不知道。人們之所以對大紅斑的顏色這麽感興趣，主要是為了搞清楚大紅斑的氣體成分組成，這有助於我們解讀伽利略號最後58分鍾的數據。

朱諾號的任務當然包括觀測大紅斑。根據2018年8月《天文學雜誌》上的一篇論文(2)，朱諾號發現大紅斑內部的氣體可以分成三層結構。其中最深的一層氣體，在雲層底部大約160千米的地方，壓強可以達到5個標準大氣壓(3)左右。在這個區域中，水的冰點就不是地球上的0℃了，而是要低於0℃。在利用紅外光譜儀探測大紅斑內部的最深層時，意外發現了大紅斑內部蘊含著大量的水冰。根據這一結論進行推算，即使木星大氣中的水含量不足木星大氣成分的1%，木星所蘊藏的水量也遠遠超過了地球水含量，木星係統確實是非常“潮濕”的。

而更令人震驚的是，過去我們對於木星大氣層深度的知識，很可能也是錯的。大多數科學家都認為木星大氣層的深度最多隻有幾百千米，再下麵是一個固體核心。但朱諾號在探測大紅斑時，它攜帶的微波輻射計（MWR）已經深入到大紅斑下方350千米處，但似乎還沒有穿透大紅斑的表層。而根據朱諾號傳回來的數據，木星大氣層向下一直可以延伸超過3000千米，再下麵則變成了金屬氫的海洋，一直到木星的中心。所謂的金屬氫，是由於木星大氣層非常厚，到達一定深度後，大氣壓強會非常巨大，於是，氫元素不能保持穩定的分子結構，其中的質子和電子可以移動，變成一種導電物質，產生了類似金屬一樣的特性。而它的形態就像我們地球上的金屬汞，也就是水銀一樣的狀態。過去我們一直認為木星有一個固態的核心，但這個發現讓科學家們開始懷疑這個固態核心是否真的存在，木星的核心有可能完全是由金屬氫構成的。我們對於“氣態行星”的定義，甚至都可能需要重新書寫了。

大紅斑的紅顏色之謎，科學界也有了新的解釋。根據觀察，大紅斑的顏色並非固定不變，有時會變成深紅色，有時會變成淺紅色，甚至變成白色。按照之前科學家們的推測，大紅斑的紅色和木星大氣中的硫化物有關。但是最新的研究表明，大紅斑的顏色更有可能來自木星大氣中的氨和乙炔。一位名叫鮑勃·卡爾森（Bob Carlson）的科學家，在自己的實驗室用紫外線輻射這種混合物，產生了與大紅斑更加匹配的光譜數據。他認為當太陽光照射木星大氣上層的分子的時候，甲烷分子就會斷裂重新組合成乙炔，然後乙炔再向下流進由氨氣組成的雲層。在那裏，乙炔和氨氣會進行光化學反應，最終形成紅色的化合物。而在木星白色背景的襯托下，大紅斑的紅色會顯得更加明顯。(4)卡爾森的假設是否正確，可能朱諾號很快就會給出答案了。

二、黃色

黃色並不是指木星本身的顏色，而是木星的衛星木衛一伊奧的顏色。伊奧看上去是黃色的，像極了撒滿蔥花的雞蛋餅，這主要是由於伊奧上充滿了致命的硫化物，因此伊奧是不太可能存在生命的。朱諾號在飛臨木星的過程中，也順便觀測了伊奧這顆衛星，目的是解決關於木星的另外一個謎題，那就是進入木星的高能帶電粒子從何而來。

木星外核的液態金屬氫產生的電流和木星的快速自轉賦予了它強大的磁場，木星的磁場強度大約是地球的14倍，是太陽係內強度僅次於太陽的磁場源。在距離木星表麵比較近的地方，由於磁場的作用形成了一個“輻射帶”，這個“輻射帶”裏充滿了高速運動的帶電粒子。木星的磁場就像一把大傘，擋住了太陽風粒子的風吹雨打，甚至遠在6億千米之外的土星，都會受到木星磁場的“保護”。

朱諾號此次環繞木星飛行時的軌道，是經過木星南北兩極的極軌道。在最接近木星的區域，朱諾號距離木星的大氣層隻有4000千米。這樣的軌道設計能讓它避開木星致命的等離子體環的大部分區域，但還是會在某一個時段受到木星強輻射的影響。

因此，朱諾號有一個重要的任務，就是找到木星的這些高能帶電粒子從何而來，並且繪製出木星的磁場地圖。負責繪製、探測木星磁場強度的磁強針，被安放在一塊太陽能電池板的末端。朱諾號在環繞木星探測的過程中，自身也保持著一種自旋的狀態，因此可以360°全方位、無死角地探測到木星的磁場和高能粒子。

與科學家們預料的一樣，根據傳回來的數據，進入木星的高能帶電粒子的最大來源並不是太陽，而是這顆黃色的“雞蛋餅”星球。早在新視野號飛越木星時，就曾拍下伊奧上的特瓦什塔爾（Tvashtar）火山噴發的景象，它噴發出的羽流高達300千米。而這次朱諾號通過紅外線更加精準地觀測到伊奧噴發出的帶電粒子流，從紅外線成像圖中能很清楚地看到火山活躍的區域。這些火山噴發而出的“火山灰”，每秒會將1噸的粒子射入木星軌道。當伊奧穿過木星等離子體環並與木星的磁場相互作用時，會在木星和伊奧之間形成一個磁流管，並在其中產生不穩定的電流。這種電流足有40萬伏特，100萬—500萬安培，相當於幾千個大亞灣核電站的機組同時運行的功率，所以科學家們形象地把這個磁場稱為“行星發電機”。

朱諾號在運行第12圈時，需要穿過電流如此之高的磁流管區域。在此之前，還從未有探測器來過這麽大電流的區域，NASA的科學家們憂心忡忡地為朱諾號祈禱。幸運的是，朱諾號厚重的金屬鈦鎧甲保護了裏麵脆弱的探測儀器。朱諾號安全地通過了磁流管區域，並且獲得了非常精確的讀數。

由於木星磁場的作用，進入木星的高能帶電粒子會運動到木星的兩極地區，形成極光，其極光形成機製與地球上極光的形成一樣。木星的極光是太陽係中最明亮的極光，輻射強度可以高達100太瓦(5)。但與地球不同的是，這些極光主要集中在紫外線的波段，而不是像地球一樣在可見光的波段。而與地球極光更加不同的是，朱諾號觀察到木星極光主要是由木星磁場中的湍流現象(6)造成的，是交流電，而不是直流電產生的。這說明，木星表麵複雜的大氣運動改變了木星極光的形態。朱諾號還觀察到，木星南北極的極光的形狀是不同的，這與我們設想的不同。在木星的北極，極光更分散，看起來像細絲和耀斑，就像我們地球上能看見的極光一樣。而在木星南極，由於受到木衛一伊奧噴射出的高能粒子的影響，極光主要呈圓形或者其他幾何圖形，偶爾還能看到一些亮點和類似流星一樣的軌跡。

通過朱諾號的探測，我們現在已經有了一張非常詳細的木星磁場分布圖。每當朱諾號多運行一圈，磁場圖都會變得更精確一些。當科學家們拿到這張木星磁場分布圖的時候，發現了木星另一個很有趣的現象，這也就是朱諾號任務中的“藍色”任務了。

三、藍色

在地球的磁場中，從磁北極向外射出的磁感線繞地球半周後，回到地球的磁南極。盡管地球的地磁極會發生偏移，甚至掉轉，但地磁南北極和地理南北極還是大致重合的。但是，根據朱諾號傳回來的信息，木星卻不是這樣。木星的磁南極有兩個，除了一個在木星南極方向外，另外一個竟然在赤道附近，被科學家們稱為“大藍點”，這是木星上磁場非常集中的區域。將朱諾號的磁場數據與先驅者號、旅行者號、伽利略號所獲得的磁場數據做比較，我們發現木星的磁場結構隨著時間的推移而逐漸變化，這在“大藍點”附近的區域最為明顯。

為什麽木星的磁場如此獨特呢？2019年5月發表在《自然天文學》 （Nature Astronomy）雜誌上的一篇文章(7)，給了科學家們一種解釋。與地球的大氣運動相比，木星的大氣活動就宛如巨大的海嘯。這場永不停歇的木星大氣海嘯以最高1200千米／小時的速度席卷整顆星球，從表麵一直向下延伸到3000千米的大氣深處。我之前提過，隨著深度的增加，壓力上升，氣態的氫氣會逐漸轉變為液態金屬氫，同時導致地表的溫度上升，使大氣內的氣體發生電離活動。木星深處高速運動的電離大氣風，會與原本的磁場發生相對運動，並在此過程中產生附加感應電流和磁場，從而導致原本的磁場被拉伸，從“大藍點”擴散至整顆行星。

從磁流體動力學的角度出發，地球的內部和木星的內部差異巨大。與木星相比，地球上的大氣基本不具有導電性，大氣環流對地球磁場的影響沒有那麽強。但是，科學家們認為，磁場演化的機製從物理本質上來說其實是一致的。因此，了解木星磁場有助於揭示地球磁場的演化曆史和趨勢，這對於我們更加了解地球的過去與未來都有著重要的意義。

隨著朱諾號軌道越來越接近木星的大氣，進入輻射帶範圍的時間越來越長，它肯定無法永遠地持續運行下去。預計在2021—2022年，第35圈運行之後，為了避免與木衛二或者其他木星衛星碰撞，朱諾號將選擇以主動受控的方式墜入木星，永遠消失在木星的大氣層中，正如它的先輩伽利略號那樣。

我們無須太過傷感。人類對於宇宙的探索是永無止境的，每一個天文項目的背後，都有一群默默無聞的人為之奮鬥。在最理想的情況下，一位NASA的科學家一輩子最多能參與兩個半的航天探索項目，而朱諾號每次令人驚訝的觀測結果，都是對參與朱諾號任務的所有工作人員最大的獎賞。我們期待著朱諾號能在日後傳回更多關於木星的數據，為我們解開更多包裹在層層迷霧下的謎團。

知識專題2：了不起的航天探測器

海盜1號

Viking

第一個成功登陸火星的探測器

■發射時間：1975年8月20日

■抵達時間：1976年7月20日

■退役時間：1982年11月11日

■探測任務：探測火星上的生命信號

■特殊裝備：1．兩台成像儀（VIS）：拍攝火星圖像

2．紅外光譜儀（MAWD）：監測水文

3．氣相色譜儀-質譜儀（GCMS）：檢測火星土壤的成分

4．姿態控製子係統（ACS）：確保太陽能電板始終朝向太陽，備用引擎

5．生物化學實驗箱（BE）：探索生命現象

重要事件：

·由於登陸點地形複雜，著陸時間從1976年7月4日推遲至1976年7月20日

·巡航器任務時間從原定的90天延長了近4年，繞火星巡航共1485圈

·任務執行期間一共發回了5.7萬多張火星照片，進行了4次生命探測實驗

·著陸器在失聯24年後，於2006年第一次被火星軌道探測器發現

·在2010年機遇號登陸火星之前，一直保有在火星地表執行任務最長時間的紀錄，長達2307天

探測成果：

·發現確鑿證據證明火星在遠古時期存在河床和大量地表水

·首次成功采集到火星大氣和火星土壤

2001火星奧德賽號

2001 Mars Odyssey

最長壽的NASA火星軌道航天器

■發射時間：2001年4月7日

■抵達時間：2001年10月進入環繞火星軌道

■退役時間：預計2025年

■探測任務：探測火星地表環境全貌

■特殊裝備：1．伽馬射線光譜儀（GRS）：通過偵測中子來監測火星地表的水文和重要元素

2．熱輻射成像係統（THEMIS）：監測火星地表的熱性能，觀測火星礦物質的分布

3．火星環境輻射探測儀（MARIE）：利用高能粒子光譜儀來監測火星的輻射環境

重要事件：

·為NASA航空項目提供支持，比如為好奇號提供數據傳輸和選定著陸地點

·火星巡航近20年，收集到的火星數據是曆史之最

探測成果：

·2002年，發現火星地表下含有大量的氫氣及火星赤道地區存在大量水冰

·為NASA在2008年發布的火星淺層地表水文分布圖提供數據支持

鳳凰號

Phoenix

NASA第一個低成本火星探測器

■發射時間：2007年8月4日

■抵達時間：2008年5月25日在火星北極成功著陸

■退役時間：2008年11月2日

■探測任務：研究火星水表的曆史變化，以推測火星氣候變化，評估火星極地的宜居程度

■特殊裝備：1．機械臂（RA）：可挖取火星土壤樣本，挖掘深度為0.5米

2．表麵立體成像儀（SSI）：高分辨率成像儀，用以拍攝火星環境

3．熱與蒸發氣體分析儀（TEGA）：加熱並分析火星土壤的成分

4．火星下降成像儀（MARDI）：在下降過程中拍攝火星表麵

5．顯微鏡電化學與傳導性分析儀（MECA）：檢測土壤的元素成分並拍攝

6．氣象站（MS）：實時記錄火星每天的天氣狀況

7．4個濕化學實驗室（WCL）：內部裝滿水，用於分析火星土壤的成分

重要事件：

·第一個由公立大學（亞利桑那大學）主導的航空項目，也是NASA低成本航空項目的先行者，造價僅4.2億美元

·鳳凰號是第一個在火星極地著陸的航空器

·攜帶的“鳳凰DVD”是第一個被送上火星的人類文明圖書館，收錄25萬個人類文化檔案，包括卡爾·薩根和阿瑟·克拉克的作品

·由於太陽能電池板接收不到太陽能量，鳳凰號比預期提前停止了工作

探測成果：

·2008年5月31日，機械臂挖掘出了6盎司的火星土壤

·發現火星極地地表下含有豐富的水冰

·對土壤和冰樣本進行實驗，發現土壤中含有碳酸氫鹽、氯化物、鈉、鉀鹽、鈣、硫酸鹽和高氯酸鹽

·檢測了地表20千米以上的大氣層，觀察火星大氣的構成和運動

好奇號

Curiosity

最大的火星著陸探測器

■發射時間：2011年11月26日

■抵達時間：2012年8月6日

■退役時間：暫未確定

■探測任務：火星是否具備適合微生物生存的環境

■特殊裝備：1．移動係統（mobility system）：配備有6個直徑達50厘米的車輪，可以翻越最高75厘米的障礙物，最大時速90米

2．放射性同位素動力係統（RPSs）：從鈈-238放射性衰變的熱量中產生電能，可以在任何環境中提供穩定動力

3．排熱係統（HRS）：讓設備在-127℃到40℃的火星環境中保持恒溫

4．高能激光槍（infrared laser）：在“長脖子”的位置，能擊打並汽化岩石

5．17個不同用途的攝像頭：包含8個HazCams（3D成像），4個NavCams（專門用於地表攝像），2個MastCams（多光譜、高保真成像），1個MAHLI（微觀成像），1個MARDI（著陸過程成像）和1個ChemCam（用於土壤元素的成像），全方位拍攝火星地表

重要事件：

·好奇號攜帶了有史以來最大規模、最先進的研究設備進入火星

·好奇號利用降落傘著陸火星地表，一觸地就開始工作，這是有史以來第一次使用這種方式

探測成果：

·2013年3月，發現蓋爾隕石坑的地質條件曾經適合微生物生存的證據

·2019年6月，探測到了最高濃度的甲烷氣體含量（21ppb）

·拍攝到大量火星日偏食的照片

·測算出火星表麵土壤的含水量為2%

·發現夏普山由數百萬年前的大型河床的沉積物累積、風化而成

洞察號

InSight

第一個探測地外行星內部結構的探測器

■發射時間：2018年5月5日

■抵達時間：2018年11月27日

■退役時間：預計2020年年底

■探測任務：通過探測火星的內部結構來發現岩石行星的成因

■特殊裝備：1．兩顆迷你衛星（MarCO）：與洞察號一同進入行星空間，在洞察號著陸後，將遠距離遙測結果發回地球

2．內部結構地震實驗儀設備（SEIS）：探測火星地震活動，提供行星內部的完整圖像

3．熱流和物理屬性探測儀（HP3）：能挖掘到火星地表以下2米深的地方，用以探測火星早期地質演化

4．自轉和內部結構試驗探測設備（RISE）：利用探測器的通信係統精準測量火星的自傳，並探查火星的內部結構和組成成分

重要事件：

·由於設備SEIS發生真空泄漏，發射時間由原定的2016年3月推遲到2018年

·在發射之前，一張含有160萬個人名的芯片被嵌入航空器

探測成果：

·2019年，在火星上挖了個5米深的洞

·同年，好奇號發現了未知的磁脈衝

旅行者1號

Voyager 1

第一個飛入星際空間的太空探測器

■發射時間：1977年9月5日

■抵達時間：2012年8月25日

■退役時間：預計2025年

■探測任務：探索太陽係以外的宇宙

■特殊裝備：1．飛行姿態與連接控製子係統（AACS）：確保探測器天線始終對準地球

2．放射性同位素熱電發生器（RTGs）：配有24個鈈-238氧化物球，可以提供動力至2025年

3．三軸磁通門磁力儀（MAG）：監測木星和土星的磁場，以及太陽風對二者的影響

4．宇宙射線係統（CRS）：檢測星際宇宙射線的起源、變化和構成

5．等離子波子係統（PWS）：測量木星和土星的電子密度分布、局部波粒的相互作用和磁層

6．地球之音（Golden Record）：錄製了各種人類音像信息，可保存10億年

重要事件：

·1977年12月10日進入小行星帶，於1978年9月8日離開

·1979年1月6日開始觀測木星，於1979年4月13日結束觀測

·1980年8月22日開始觀測土星，於1980年11月14日結束觀測

·2012年8月25日離開太陽係，進入星際空間，到目前為止運行時間已經超過43年

·飛掠了木星、土星、土星最大的衛星泰坦星，發回了大約5億個數據

探測成果：

·發現木星衛星伊奧上活躍的火山活動，這是在地球以外第一次發現的火山噴發

·首次發現木星的行星環、大紅斑，以及木星的衛星歐羅巴和蓋尼米得

·發現泰坦星的上層大氣中含有7%的氦氣，其餘都是氫氣

·發現土星上有極光一樣的紫外光線

卡西尼號

Cassini

迄今最大型的國際合作行星探測器

■發射時間：1997年10月15日

■抵達時間：2004年7月1日

■退役時間：2017年9月15日

■探測任務：探測土星環及土星衛星

■特殊裝備：1．等離子體分光計（CAPS）：探測土星的電離層和磁場

2．宇宙塵埃分析儀（CDA）：探測土星附近的宇宙塵埃

3．82個放射性同位素加熱器（RHU）：利用放射性同位素獲取能量的發電裝置

4．惠更斯號探測器（Huygens）：登陸並探測泰坦星

重要事件：

·一共有17個國家參與“卡西尼”計劃，領銜的是美國國家航空航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）和意大利航天局（ISA）

·卡西尼號的飛行路線極為漫長，用時6年8個月，長達35億千米，但大大節省了燃料

·2005年1月14日，惠更斯號成功著陸泰坦星

·2017年4月22日卡西尼號開始最後一圈軌道航行，4月26日開始最後的任務，首次在土星和土星環之間穿越

·卡西尼號52次飛掠7顆土星衛星，45次近距離（950千米）飛躍泰坦星

探測成果：

·拍攝了土星大家族全麵、完整的影像

·在泰坦星的大氣中發現豐富的氮，在北半球發現碳氫化合物的湖泊

·發現恩克拉多斯表麵的水蒸氣羽流噴發物和羽流中的氫，在恩克拉多斯南極附近發現深達10千米的冰下海洋

·拍攝到金星從土星環穿過的罕見畫麵

新視野號

New Horizons

速度最快的太空探測器

■發射時間：2006年1月19日

■抵達時間：2015年7月14日

■退役時間：預計2021年

■探測任務：探測冥王星、冥衛一卡戎和柯伊伯帶的小天體

■特殊裝備：1．可見-紅外成像光譜儀（Ralph）：提供彩色、組分、熱成像等圖像

2．紫外線成像光譜儀（Alice）：分析冥王星的大氣組成

3．放射性實驗儀（REX）：確保探測器的信號傳輸

4．遠程勘測成像儀（LORRI）：拍攝高解析度圖像

5．太陽風測量儀（SWAP）：監測太陽風，以及大氣逃逸粒子和太陽風的相互作用

6．高能粒子頻譜儀（PEPSSI）：測量從冥王星大氣逃離的粒子

7．宇宙塵埃分析儀（SDC）：測量新視野號在穿越太陽係時遭遇的宇宙塵埃

重要事件：

·2006年5月，新視野號進入小行星帶，並於同年6月拍下小行星照片

·2007年3月5日，新視野號在觀測完木星後進入休眠，休眠期長達1873天，直到2014年12月8日才被喚醒

·2016年新視野號開始在柯伊伯帶中穿行，觀測小天體

·2019年，新視野號離開太陽係

探測成果：

·發現冥王星表麵的“完美之心”：斯普特尼克平原，並確認這是一個氮冰冰川

·發現冥王星活躍的地質運動和大氣層中的同心霧層

·首次拍攝到卡戎全景

·飛越了人類研究過的最遙遠的天體——天涯海角，這也是已知的第一個密接雙星

嫦娥四號

Change-4 Probe

第一個在月球背麵著陸的航天器

■發射時間：2018年12月8日

■抵達時間：2019年1月3日

■退役時間：2020年

■探測任務：月球背麵軟著陸，深入探測月球背麵環境

■特殊裝備：1．低頻射電頻譜儀（LFS）：研究太陽爆發和著陸區上空的月球空間環境，觀測來自太陽係行星的低頻射電場

2．紅外成像光譜儀（VNIS）：分析月壤元素和礦物類型

3．中子與輻射劑量探測儀（LND）：探測著陸區的輻射劑量

4．中性原子探測儀（ASAN）：研究太陽風與月表相互作用機製、月表逃逸層的形成和維持機製

重要事件：

·2019年1月3日，獲取了世界上第一張近距離拍攝的月背影像並發回地球

·2019年1月11日，著陸器和巡視器互拍影像圖，圖像清晰顯示出五星紅旗

·首次在月背探測到了原生橄欖石

·2019年1月15日，完成了人類曆史上第一次在月麵進行的生物生長培育實驗，棉花種子成功長出嫩芽

探測成果：

·發現月球背麵存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質

帕克太陽探測器

Parker Solar Probe

第一個飛入太陽日冕的探測器

■發射時間：2018年8月12日

■抵達時間：2018年11月5日抵達近日點

■退役時間：預計2025年

■探測任務：穿越太陽大氣層，深入探索日冕和太陽風

■特殊裝備：1．電磁力計（FIELDS）：直接測量穿越太陽大氣等離子體的電場和磁場、無線電輻射、等離子體的絕對密度和電子溫度

2．太陽探測廣域成像儀（WISPR）：對日冕、太陽風和太陽周圍空間的激波進行三維成像

3．太陽風粒子探測儀（SWEAP）：收集和測量太陽風中各種粒子的方向、能量、溫度、密度、速度等信息

4．太陽集成探測儀（IS⊙IS）：檢測太陽風中高能粒子的動力學機製

5．熱防護係統（TPS）：直徑2.43米、厚11.4厘米的防熱盾，可使背後的科學儀器在1400℃高溫的環境裏始終處於30℃左右的室溫內

重要事件：

·2018年10月3日第一次飛躍金星，最後一次飛躍金星預計在2024年11月

·2018年11月5日第一次抵達近日點，最後一次抵達近日點預計在2025年6月

探測成果：

·2020年7月，拍攝到NEOWISE彗星，清晰顯示彗星的雙彗尾

(1)參見維基百科詞條Great Red Spot。

(2)Gordon L. Bjoraker, Michael H. Wong, The Gas Composition and Deep Cloud Structure of Jupiter’s Great Red Spot, Earth and Planetary Astrophysic, astro-ph.EP, 4 Aug 2018.

(3)標準大氣壓（standard atmospheric pressure）：在標準大氣條件下海平麵的氣壓，值為101.325kPa。

(4) Mark J.Loeffler Reggie L.Hudson, The spectrum of Jupiter’s Great Red Spot: The case for ammonium hydrosulfide (NH4SH), Icarus, Vol 271, pp 265-268, Jun. 2016.

(5)Anil Bhardwaj, G. Randall Gladstone, Auroral Emissions of the Giant Planets, Reviews of Geophysics,38(3):295-354, Aug. 2000.

(6)湍流現象（turbulence）：高度複雜的三維非穩態、帶旋轉的不規則流動。

(7)K. M. Moore, H. Cao, J. Bloxham, Time Variation of Jupiter’s Internal Magnetic Field Consistent with Zonal Wind Advection, Nature Astronomy, Vol 3, pages730–735(2019).