晴朗的夜空，經常能看到一顆很亮的星星，這就是木星。這顆肉眼可見的明亮星星，自古以來就出現在各種文化的記載裏。古巴比倫文化中，它代表他們的神馬爾杜克，羅馬人用天神朱庇特的名字為它命名，在中國，它叫木星。
木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星。同時它也是太陽系中最重的行星，它的品質為太陽的千分之一，是太陽系中其它七大行星品質總和的2.5倍。迄今為止，除了木星冰月探測器外，共有6個人類探測器飛向這顆巨大的瓦斯行星，讓我們來看看它們都是誰。
01
先鋒系列探測器
「先鋒10號」和「先鋒11號」是最早飛向木星的兩個探測器，它們都屬於美國無人行星探測任務「先鋒計劃」，主要任務是探測小行星帶以外的太陽系。
1972年3月3日，先鋒10號探測器發射升空。它創造了多個第一，它是第一個成功穿越小行星帶、第一個近距離觀測木星的飛行器，並於1973年12月3日發回第一組近距離拍攝的木星影像。「先鋒10號」對木星的探測持續了2個月，發送回來約500張木星及其衛星的照片，最高分辨率約為320千米，清晰地顯示出了大紅斑等木星大氣層特征，揭示了木星前所未見的細節。它還探測到，木星周圍的放射線強度是地球周圍的10000倍。
先鋒10號探測器藝術想象圖
1973年4月6日，先鋒11號探測器發射升空。由於之前「先鋒10號」的巨大成功，科學家們給「先鋒11號」安排了更艱巨的任務——探測土星。它用木星的強大重力改變軌域，飛向土星。雖然它的主要任務不是探測木星，但它卻在更近的距離處獲得了木星更清晰的影像，獲取到木星大紅斑的細節影像，並首次獲得木星兩極的影像，還測量了木衛四的品質。它對木星的探測進一步加深了人類對木星的了解。
02
旅行者系列探測器
緊隨「先鋒」之後，又有兩個探測器飛往外太陽系。它們是「旅行者1號」和「旅行者2號」。這兩個探測器仍然以探測外太陽系為主要任務，但它們飛得更遠。兩個探測器都使用鈈電池，為它們的漫漫太空之旅提供長期能量。
旅行者1號探測器飛越木星大紅斑
1977年8月20日「旅行者2號」首先發射升空，它是唯一拜訪過4顆氣態巨行星——木星、土星、天王星和海王星的探測器。隨後，「旅行者1號」於1977年9月5日發射升空。這兩個探測器再次為科學家們開啟了新世界的大門。它們發現木星著名的大紅斑是一個以逆時針方向轉動的復雜風暴系統，同時還發現了一些細小的風暴和旋渦。而且木星和土星一樣也有環，但要比土星的暗得多。環的外側距離木星中心129000千米，內側距離木星中心30000千米。
此外，兩個探測器在木星的4顆衛星上也有眾多發現。它們在木衛一上發現了活火山，這是人類首次在太陽系的其他星球上發現了活躍的火山活動，總共觀測到木衛一上9座火山的爆發，火山爆發的噴發物可以高達300千米。「旅行者2號」拍攝的木衛二照片讓科學家們初步推斷木衛二表面有一層冰殼，下面藏著一個深約50千米的海洋。它還在木衛三上發現了兩種明顯的地形:坑及深溝。科學家們推測，木衛三的冰殼正在經受劇烈的地殼運動。在木衛四上則發現了大量古老隕石坑的痕跡，但這些痕跡由於時間的推移和地殼變動，變得非常淺。
這兩次飛行任務還發現了木星的3顆小衛星木衛十四、木衛十五和木衛十六，並且拍攝到了木星背面的極光。
03
伽利略號木星軌域器
1989年10月18日，伽利略號木星探測器從亞特蘭蒂斯號太空梭上發射升空。這是人類第一個專門用於探測木星的航天器，也是美國國家航空暨太空總署發射的最成功的探測器之一。
伽利略號木星探測器
伽利略號探測器造價近10億美元，是美國迄今最精密的星際飛行器，整個發射計劃耗資約15億美元。探測器總重2550千克，采用核子動力裝置，內裝22.7千克放射性鈾-238。探測器配備了攝影機、近紅外勘測分光儀、磁強儀、測雲儀、大氣結構儀等17種科學儀器，用於木星大氣層構成、雲層結構、溫度、磁場等方面的勘測和研究。
1995年7月軌域器向木星釋放出大氣探測器，之後繼續沿著木星軌域飛行。伽利略木星探測器原定使命約2年，但實際在太空飛行了將近14年。在飛抵環木星軌域後的7年多時間內，它大大重新整理了木星的觀測紀錄，發回包括1.4萬張照片在內的3萬兆位元數據，在木星的3顆衛星上發現了地下液態鹽水存在的證據，第一次從軌域上對木星系統進行了完整考察，第一次對木星大氣進行了直接測量。它最大的貢獻是拍到木衛二上有水的照片，讓科學家們更加確定了此前關於木衛二上有海洋的推測。
2003年9月21日，「伽利略號」飛到木星背面，以大約每小時17萬千米的速度縱身「跳」入木星大氣層，以一種近乎自殺的方式結束了長達14年的太空之旅。這壯烈一跳說起來也是有原因的，美國國家航空暨太空總署原打算讓「伽利略號」在木星軌域上一直飛行下去，但它有關木衛二上可能存在海洋的發現使專家們改變了想法。由於「伽利略號」在設計時沒有經過消毒處理，當它燃料即將用盡時，可能與木衛二相撞。一旦它撞上木衛二，就可能把地球的微生物帶到木衛二上，這會影響之後在木衛二上尋找本土生命的工作，因此「跳」入木星大氣層是最好的選擇。
「伽利略號」對研究木星的衛星也做出了很大的貢獻。在「伽利略號」到達木星之前，人們一共發現了16顆木星的衛星。「伽利略號」到達後又發現了多顆衛星。現在這個數位已經上升到了92顆。
值得一提的是，「伽利略號」在飛往木星途中，拍攝了一部地球在太空中運轉的電影，還為兩顆小行星拍下高分辨率的照片，並在1993年拍下了彗星撞木星的壯觀場面。
04
朱諾號木星探測器
朱諾號木星探測器是美國國家航空暨太空總署「新疆界」計劃實施的第二個探測計畫。2011年8月5日，朱諾號木星探測器開始踏上遠征木星之旅。2016年7月4日，「朱諾號」進入木星環繞軌域。成為第一個穿透木星濃密雲層的航天器，旨在調查木星上冰巖芯是否存在；確定木星上水的含量；大氣中氨的含量；研究木星大氣對流情況以及探討木星磁場、重力場和極地磁層。
朱諾號木星探測器飛越木星
2016年1月13日下午2點，「朱諾號」打破了依靠太陽能的人類探測器最遠航行紀錄，當時它距離太陽約7.93億千米，而地球到太陽的距離只有約1.5億千米。
2017年7月11日，朱諾號木星探測器經過近木點，正式飛掠木星大紅斑。美國國家航空暨太空總署的發言人稱：「這將是人類首次近距離觀察這個巨大的風暴，這場風暴從1830年就已經被人類發現，它或許已經存在了超過350年。」
「朱諾號」攜帶了3塊巨大的太陽能板，每塊寬2.7公尺，長10公尺，差不多相當於拖拉機的拖車大小。這3塊太陽能板可提供14千瓦的電力，但進入木星軌域後，提供的電力僅為400瓦，只能點亮少量電燈泡。因此，「朱諾號」上的科學儀器和電腦均高度節能，同時研究團隊還為「朱諾號」精心設計了環繞木星執行的軌域，使其盡可能多地接收陽光。
按原計劃，朱諾號木星探測器總巡航距離超過7億1600萬千米，在一個地球年的時間裏，它會環繞木星33次。2018年「朱諾號」就會結束使命，撞入木星大氣層。但超期服役似乎已經成了美國航天探測器的慣例。目前，「朱諾號」仍未結束它的太空之旅，還在源源不斷地發回珍貴的觀測資料。
說起來，這個探測器的名字也挺有意思。在羅馬神話中，朱諾是天神朱庇特的妻子。朱庇特施展法力，用雲霧遮住自己，但是朱諾卻能看透這層雲霧，了解朱庇特的真實面目，因此探測器取這個名字也是借用其寓意，希望它能解開這顆雲遮霧繞的氣態巨行星隱藏的秘密。
本文原標題為【去看看那顆明亮的星】，載於【太空探索】雜誌2023年第7期。
來源：中國航天基金會
