美國航空航天局（NASA）的“朱諾”（Juno）木星探測器即將結(jié)束其為期5年的漫漫太空飛行，北京時(shí)間7月5日上午11時(shí)18分將執(zhí)行木星軌道切入（JOI）動(dòng)作，從而進(jìn)入這顆太陽系最大行星的軌道，成為其人造衛(wèi)星。

　　“朱諾”探測器于2011年發(fā)射升空，2016年7月5日抵達(dá)木星。在發(fā)射升空之后，朱諾探測器先后兩次使用其主引擎，分別在2011年8月30日和2012年9月3日兩次啟動(dòng)主引擎進(jìn)行了軌道修正。

　　朱諾承擔(dān)著重要的科學(xué)觀測任務(wù)，為達(dá)成相關(guān)目標(biāo)，飛船采取木星極軌道，飛行高度很低，它需要飛的非常低，以便獲取精確的引力場測量數(shù)據(jù)。這樣的軌道設(shè)計(jì)可以避免進(jìn)入危險(xiǎn)性最高的輻射區(qū)域，從而最大限度保護(hù)飛船的安全。木星的輻射帶分布有點(diǎn)類似地球上空的范艾倫輻射帶，但其強(qiáng)度要強(qiáng)得多。

　　朱諾探測器在圍繞木星運(yùn)行過程中，最近時(shí)距離木星云層頂部僅有不到5000公里，每11天圍繞木星運(yùn)行一周，考察任務(wù)預(yù)計(jì)將在2018年2月20日結(jié)束，屆時(shí)飛船將主動(dòng)受控墜入木星大氣層焚毀。

　　一、關(guān)于朱諾任務(wù)的基本情況

　　（一）命名：

　　本次任務(wù)被命名為“朱諾”（JUNO）這是以羅馬神話中萬神之王“朱庇特”（Jupiter）的妻子，女神“朱諾”的名字命名的。女神朱諾擁有穿透云霧，洞察真相的力量，非常適合用于本次探測任務(wù)的命名。科學(xué)家們希望這艘飛船也將能夠看穿木星厚厚的大氣和云層，洞察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　?。ǘ╋w船基本參數(shù)

　　飛船本體：高3.5米，直徑3.5米（太陽能帆板收起）

　　太陽能帆板：單塊太陽能帆板尺寸：9米X2.65米，總受光面積超過60平米，其中一共包含18698塊太陽能晶片單體；總發(fā)電量：地球軌道附近約14千瓦，木星軌道附近約400瓦；

　　質(zhì)量：發(fā)射質(zhì)量為3625公斤，其中包括飛船本身質(zhì)量1593公斤，1280公斤的燃料以及752公斤的氧化劑。

　?。ㄈ┌l(fā)射火箭

　　宇宙神V551型火箭，即火箭一級采用一枚宇宙神火箭芯級，捆綁5枚固體助推火箭，再配置半人馬座上面級構(gòu)成，搭載載荷之后的總高度大約60米，加注燃料后總重量約574噸。

　?。ㄋ模╉?xiàng)目期間的一些里程碑標(biāo)志

　　1）時(shí)間：2011年8月5日

　　事件：朱諾發(fā)射升空

　　發(fā)射地點(diǎn)：美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地SLC-41發(fā)射臺(tái)；發(fā)射時(shí)地球-木星距離：7.16億公里，信號(hào)以光速傳播單程需要39分50秒；

　　2）時(shí)間：2013年10月9日

　　事件：地球引力彈弓

　　從地球發(fā)射到地球飛掠，探測器飛行距離：16億公里，地球飛掠時(shí)距離地面最近500公里；

　　3）時(shí)間：2016年7月5日

　　事件：進(jìn)入木星軌道

　　入軌時(shí)地球-木星之間距離約8.69億公里，信號(hào)以光速傳播單程需要48分19秒；

　　從發(fā)射到進(jìn)入木星軌道，探測器飛行距離：28億公里；

　　4）時(shí)間：2018年2月

　　事件：任務(wù)結(jié)束

　?。ㄎ澹╉?xiàng)目投資

　　朱諾項(xiàng)目總投資大約11億美元，包括探測器研發(fā)、科學(xué)載荷、發(fā)射服務(wù)、運(yùn)行經(jīng)費(fèi)、科學(xué)數(shù)據(jù)處理與測控支持等相關(guān)服務(wù)費(fèi)用。

　　二、探測器基本情況

　　朱諾是一艘采用自旋穩(wěn)定的太陽能飛船，設(shè)計(jì)采用大橢圓極軌道方案以避開木星強(qiáng)大的輻射帶。整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路是全部采用成熟技術(shù)，項(xiàng)目全部采用現(xiàn)成的科學(xué)設(shè)備，不需要新研發(fā)新技術(shù)。

　　1）為什么采用自旋穩(wěn)定設(shè)計(jì)？

　　對于朱諾而言，和美國宇航局早期的“先驅(qū)者”飛船一樣，自旋將增強(qiáng)飛船指向的穩(wěn)定性并方便地面控制。在發(fā)射后一直到太陽能帆板展開之前的這一段時(shí)間內(nèi)，朱諾飛船的自轉(zhuǎn)將由仍然與飛船連接在一起的火箭上面級完成。整個(gè)項(xiàng)目期間朱諾的自轉(zhuǎn)速度也是有變化的：在巡航階段自轉(zhuǎn)速率是每分鐘1圈，科學(xué)考察階段是每分鐘2圈，主引擎工作調(diào)姿階段會(huì)臨時(shí)性改為每分鐘5圈。

　　為了簡化設(shè)計(jì)并減少質(zhì)量，朱諾搭載的所有設(shè)備都是固定安裝的。當(dāng)圍繞木星運(yùn)行時(shí)，隨著飛船自轉(zhuǎn)，所有設(shè)備在一圈的時(shí)間內(nèi)會(huì)將木星在其觀測視野中掃過一次。當(dāng)飛船處于每分鐘2圈的工作狀態(tài)時(shí)，在朱諾飛船從木星一個(gè)極地上空飛到另一端的極地上空的兩個(gè)小時(shí)時(shí)間內(nèi)，相關(guān)科學(xué)設(shè)備將掃過木星400次。

　　2）推進(jìn)系統(tǒng)

　　為了控制重量并增加冗余設(shè)計(jì)，朱諾飛船采用雙模式推進(jìn)系統(tǒng)，包括一臺(tái)使用兩種推進(jìn)劑的主引擎以及多臺(tái)使用單一推進(jìn)劑的調(diào)姿發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　朱諾飛船上安裝的一臺(tái)Leros-1b主發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)645牛頓雙推進(jìn)劑引擎，使用聯(lián)氨-四氧化二氮推進(jìn)劑。其發(fā)動(dòng)機(jī)噴口被固定在探測器后部，主要作用是較大的軌道調(diào)整和減速制動(dòng)等。

　　除了主發(fā)動(dòng)機(jī)之外，探測器上還安裝了12臺(tái)推力較小的調(diào)姿發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的存在讓飛船在三維空間進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整成為可能，同時(shí)它們也會(huì)被用于進(jìn)行較小的軌道調(diào)整。

　　3）命令與數(shù)據(jù)處理

　　朱諾探測器的命令與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用一臺(tái)RAD750型飛行處理器，自帶256M閃存及128MDRAM本地存儲(chǔ)。

　　4）電子保護(hù)艙

　　為了保護(hù)敏感的電子設(shè)備，朱諾飛船首次采用了輻射防護(hù)電子艙，這一設(shè)計(jì)未來對于同樣前往高強(qiáng)度輻射環(huán)境執(zhí)行任務(wù)的探測項(xiàng)目具有參考價(jià)值。這個(gè)采用鈦金屬制成的防輻射電子艙大小和一輛SUV型轎車后部的行李箱相當(dāng)，其防護(hù)層厚度超過1厘米。飛船的指令與數(shù)據(jù)系統(tǒng)（相當(dāng)于探測器的大腦）、電力與數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)（相當(dāng)于心臟）以及大約20套其他電子設(shè)備就被安裝在其中，整個(gè)電子艙的重量超過200公斤。

　　5）太陽能發(fā)電

　　木星距離太陽比地球遠(yuǎn)5倍，因此在木星附近接收到的太陽能功率大約僅有地球附近的1/25。朱諾將是首個(gè)在如此遙遠(yuǎn)的距離上使用太陽能為動(dòng)力的飛船，因此朱諾飛船的太陽能帆板面積必須盡可能的大，以便產(chǎn)生足夠多的電力。

　　朱諾之所以敢于采用這樣大膽的方案，得益于在過去20年間太陽能晶片在發(fā)電效率上超過50%的提升。另外，根據(jù)設(shè)計(jì)，朱諾飛船的能耗功率本身也是非常低的，這是一艘能源效率很高的飛船。

　　朱諾飛船的3根太陽能帆板從其六邊形的本體伸出，使展開太陽能帆板后的飛船寬度超過20米。這些太陽能帆板在太空展開后，一直到任務(wù)結(jié)束，除了在飛掠地球期間的數(shù)分鐘時(shí)間內(nèi)，都將一直保持正對太陽的方向。當(dāng)然，和其他飛船一樣，為了能夠放進(jìn)火箭整流罩內(nèi)，在發(fā)射時(shí)，太陽能帆板都是處于折疊狀態(tài)的。

　　三、朱諾飛船的科學(xué)載荷

　　朱諾飛船攜帶的載荷中包括29臺(tái)感受器，它們將數(shù)據(jù)傳輸給9臺(tái)載荷。其中的8臺(tái)科學(xué)載荷——包括MAG，MWRz，重力科學(xué)，WAVES，JEDI，JADE，UVS以及JIRAM設(shè)備被歸為科學(xué)載荷；最后一個(gè)JunoCam相機(jī)則主要是一臺(tái)用于教育和公眾宣傳目的的載荷。

　　由于朱諾采用的是大橢圓軌道，在其運(yùn)行時(shí)有時(shí)候會(huì)距離木星很遠(yuǎn)，有時(shí)候則會(huì)很近，因此絕大部分的科學(xué)探測任務(wù)將在軌道上最接近木星的大約3個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，當(dāng)然在軌道上其他位置時(shí)也會(huì)進(jìn)行校準(zhǔn)、一些遠(yuǎn)距離觀測以及磁場探測等科學(xué)探測工作。

　　1）Gravity Science——重力科學(xué)載荷

　　重力科學(xué)載荷將賦予朱諾探測器對木星引力場的探測能力，據(jù)此我們將探查木星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　　朱諾探測器上安裝的兩臺(tái)發(fā)射機(jī)應(yīng)答器分別在X波段和Ka波段工作，它們能夠接收來自地球上美國宇航局深空網(wǎng)（DSN）系統(tǒng)向飛船發(fā)送的信號(hào)并立即向地球返回一個(gè)對應(yīng)信號(hào)。這些回傳信號(hào)在抵達(dá)地球時(shí)，地面科學(xué)家們將對信號(hào)頻率進(jìn)行分析，由于木星引力場的局部性差異，這些信號(hào)將顯示輕微的頻率變化，這種變化反應(yīng)了木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異。Ka波段應(yīng)答器設(shè)備由意大利航天局提供。

　　2）Magnetometer：磁強(qiáng)計(jì)

　　磁強(qiáng)計(jì)將讓朱諾飛船能夠繪制木星磁場的詳細(xì)三維立體結(jié)構(gòu)圖。

　　朱諾飛船搭載的磁強(qiáng)計(jì)是一類磁通門探測器，其可以對木星磁場的強(qiáng)度和磁感線方向進(jìn)行探測。該系統(tǒng)中自帶的“先進(jìn)恒星導(dǎo)航儀”將為系統(tǒng)提供磁強(qiáng)計(jì)自身方位朝向的信息。和其他探測器一樣，朱諾飛船的磁強(qiáng)計(jì)設(shè)備被安裝在三根伸出的太陽能帆板中的一根的頂部，以便盡可能地遠(yuǎn)離飛船本體。這樣做主要是為了避免飛船自身其他設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的磁場干擾磁強(qiáng)計(jì)對木星磁場信號(hào)的測量。

　　另外，為了進(jìn)一步修正飛船自身設(shè)備對木星磁場信號(hào)測量可能產(chǎn)生的干擾，朱諾安裝了兩臺(tái)磁強(qiáng)計(jì)，一臺(tái)距離飛船本體大約10米，另一臺(tái)則距離大約12米，通過對這兩臺(tái)設(shè)備獲得數(shù)據(jù)的對比，科學(xué)家們能夠準(zhǔn)確剔除掉來自飛船設(shè)備的干擾信號(hào)。朱諾的磁強(qiáng)計(jì)設(shè)備由美國宇航局戈達(dá)德空間飛行中心設(shè)計(jì)和制造，而“先進(jìn)恒星導(dǎo)航儀”設(shè)備則由丹麥技術(shù)大學(xué)設(shè)計(jì)和制造。

　　3）MWR——微波輻射計(jì)

　　朱諾的微波輻射計(jì)設(shè)備將穿透木星的云層，揭示其深部大氣的結(jié)構(gòu)，成分和運(yùn)動(dòng)情況。其最大穿透深度可以達(dá)到相當(dāng)于地球上1000倍大氣壓強(qiáng)深處，大約相當(dāng)于木星云層頂向下深入550公里。

　　微波輻射計(jì)系統(tǒng)包括6***立的輻射計(jì)，用于測量來自6層不同云層的微波信號(hào)。每個(gè)輻射計(jì)都擁有一根從飛船本體的六邊形艙體向外伸出的天線。每根這樣的天線都與一根數(shù)據(jù)線相連接，最后接入電子艙內(nèi)部的接收器。該設(shè)備由美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）設(shè)計(jì)并制造。

　　4）JEDI——木星高能粒子探測器

　　木星高能粒子探測器對空間中的高能粒子進(jìn)行探測并觀察它們與木星磁場之間的相互租用。

　　JEDI設(shè)備包括3臺(tái)相同的感受器，每臺(tái)都擁有6個(gè)離子和6個(gè)電子觀測通道。這臺(tái)設(shè)備將與微波輻射計(jì)以及JADE（木星極光分布實(shí)驗(yàn)）設(shè)備聯(lián)合工作，對木星極區(qū)上空的情況進(jìn)行探測，尤其關(guān)注木星強(qiáng)烈而明顯的南北極光。

　　這臺(tái)設(shè)備由美國約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（APL）設(shè)計(jì)并制造。

　　5）JADE——木星極光分布實(shí)驗(yàn)

　　“木星極光分布實(shí)驗(yàn)”設(shè)備將與朱諾搭載的部分其他設(shè)備合作，研究造成木星極光產(chǎn)生的粒子運(yùn)動(dòng)和機(jī)制過程。

　　“木星極光分布實(shí)驗(yàn)”設(shè)備包括一臺(tái)電子艙并附帶4臺(tái)感受器，其中的3臺(tái)用于探測飛船周圍環(huán)境中的電子，第四臺(tái)主要用于識(shí)別帶正電的氫、氦、氧和硫等元素的離子。當(dāng)探測器從木星極光上空飛過時(shí)，這些設(shè)備將能夠識(shí)別沖入木星極區(qū)上空大氣的粒子類型有哪些。

　　這臺(tái)設(shè)備由美國宇航局西南研究所設(shè)計(jì)并制造。

　　6）WAVES——等離子體電波設(shè)備

　　等離子體電波設(shè)備將測量木星磁層內(nèi)部的無線電波與等離子體波信號(hào)，這將幫助我們理解木星磁場（magnetic field）、大氣層（atmosphere）和磁層（magnetosphere）之間的相互關(guān)聯(lián)。

　　等離子體電波設(shè)備包含一個(gè)V型天線，高度約4米。這臺(tái)設(shè)備由美國艾奧瓦大學(xué)研制并制造。

　　7）JIRAM——木星紅外極光繪圖儀

　　木星紅外極光繪圖儀將對木星極光周圍的大氣進(jìn)行觀察，幫助科學(xué)家理解磁場與極光之間的關(guān)聯(lián)。這臺(tái)設(shè)備將能夠探測木星云層下方大約50~70公里深度的情況，那里的大氣壓力大約是地球上海平面高度氣壓的5~7倍。

　　木星紅外極光繪圖儀包括一臺(tái)相機(jī)以及一臺(tái)光譜儀，后者能夠?qū)⒐饩€分解為各單一組成波段，類似三棱鏡。而相機(jī)將獲取紅外波段影像，這是熱輻射波段，波長范圍大概是在2~5微米左右，這一波長要比肉眼可見的波段長3~7倍。

　　木星紅外極光繪圖儀由意大利國家天體物理學(xué)研究所研制并制造，并得到意大利空間局的資助。

　　8）UVS——紫外成像光譜儀

　　紫外成像光譜儀將拍攝木星極光的紫外波段圖像。與JADE以及JEDI設(shè)備共同協(xié)作，它們將能夠幫助科學(xué)家們理解木星極光，粒子流和磁場之間的相互作用。

　　紫外成像光譜儀包括兩個(gè)獨(dú)立的部分：一臺(tái)安裝在防輻射電子艙上的專用望遠(yuǎn)鏡/光譜儀。其中的望遠(yuǎn)鏡主要用于為光譜儀采集光線。而另一部分則是該設(shè)備的電子設(shè)備部分，其位于飛船的電子設(shè)備艙內(nèi)部。紫外成像光譜儀由美國宇航局西南研究所研制并制造。

　　9）JunoCam——朱諾相機(jī)

　　朱諾相機(jī)將拍攝可見光波段木星的彩色圖像。

　　朱諾相機(jī)將有能力獲取木星大氣和極區(qū)上空的廣角圖像。這一設(shè)備從設(shè)計(jì)之初就被定位為用于公眾科普用途的全彩色相機(jī)。公眾將有機(jī)會(huì)親身參與從原始數(shù)據(jù)生成圖像產(chǎn)品的過程并幫助挑選該相機(jī)拍攝的目標(biāo)。

　　朱諾相機(jī)的硬件設(shè)備是基于美國好奇號(hào)火星車的下降相機(jī)而設(shè)計(jì)的。而其使用的部分軟件則源自最初為火星奧德賽以及火星勘測軌道器（MRO）設(shè)計(jì)的程序代碼。該設(shè)備由美國馬林空間科學(xué)系統(tǒng)公司提供。

　　四、木星基本情況

　　“如果你將太陽系中的一切全都放一起（不算太陽），它們?nèi)伎梢员蝗M(jìn)木星內(nèi)部。”這句話最好地體現(xiàn)了木星最顯著的特點(diǎn)，那就是大。木星是太陽系中質(zhì)量最大的天體（太陽不算），它被以羅馬神話中萬神之王“朱庇特”的名字命名。早在17世紀(jì)，意大利天文學(xué)家伽利略就通過早期的望遠(yuǎn)鏡觀察到木星擁有4顆較大的衛(wèi)星，這四顆木星衛(wèi)星現(xiàn)在被統(tǒng)一稱作“伽利略衛(wèi)星”。除了這4顆大衛(wèi)星之外，木星還擁有許多超過60顆較小的衛(wèi)星，就像一個(gè)小型的微縮太陽系。從成分上看，木星更像一顆恒星，事實(shí)也的確如此，如果木星質(zhì)量再增加大約80倍，它就能變成一顆真正的恒星。

　　觀察木星，最引人注意的是它色彩的豐富和細(xì)節(jié)多樣的大氣結(jié)構(gòu)。我們看到的大部分木星云層，其成分主要是氨，水冰構(gòu)成的云層在更深的位置上，偶爾可以在一些大氣空洞處被觀察到。木星上非常明顯的“云帶”是由高空大氣中強(qiáng)烈的東西方向強(qiáng)風(fēng)所形成的。在這樣的橫向云帶中間則存在著一些風(fēng)暴系統(tǒng)，很多都可以持續(xù)存在很多年，其中最有名的是大紅斑，這個(gè)巨大的風(fēng)暴系統(tǒng)已經(jīng)持續(xù)穩(wěn)定存在超過300年以上。就在前幾年，木星上又出現(xiàn)了一個(gè)小紅斑，其大小大約是大紅斑的一半左右。

　　木星的成分與太陽相近，主要是氫和氦。隨著深入木星大氣的深度增加，大氣壓強(qiáng)持續(xù)增強(qiáng)，溫度也逐漸升高，在一定的深度上氫會(huì)被壓縮成為一種近似液體的物質(zhì)。在大約相當(dāng)于木星1/3半徑深度上，這里的氫物質(zhì)已經(jīng)在極端高溫高壓環(huán)境下具備了液體性質(zhì)，可以導(dǎo)電，被稱作“金屬氫”?？茖W(xué)家們認(rèn)為，正是在這一層具有導(dǎo)電性能的金屬氫層發(fā)生的流動(dòng)翻滾運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了木星強(qiáng)大的磁場。在木星內(nèi)核區(qū)域，極端的壓強(qiáng)環(huán)境下可能存在一個(gè)由更重的金屬組成的內(nèi)核，其直徑可能超過整個(gè)地球。

　　木星擁有太陽系各大行星中最強(qiáng)大的磁場，其強(qiáng)度比地球磁場強(qiáng)2萬倍以上。在木星附近強(qiáng)大磁場作用下，大量帶電粒子被困在其中，形成劇烈的輻射帶，其中主要是大量的電子和各類離子。這些強(qiáng)大的粒子流持續(xù)轟擊著木星的衛(wèi)星和光環(huán)。木星磁層在朝向太陽的方向延伸100萬~300萬公里，而在背離太陽的方向延伸則超過10億公里。

　　在1610年1月7日，意大利科學(xué)家伽利略利用一臺(tái)今天看來相當(dāng)原始的望遠(yuǎn)鏡看到了木星的4顆衛(wèi)星：木衛(wèi)一（Io）、木衛(wèi)二（Europe）、木衛(wèi)三（Ganymede）、木衛(wèi)四（Callisto）。今天，這四顆衛(wèi)星被稱作伽利略衛(wèi)星。根據(jù)最新數(shù)據(jù)，不包括那些“臨時(shí)”衛(wèi)星，木星一共擁有“正式”衛(wèi)星64顆，位居太陽系各大行星之首。所謂“臨時(shí)”的衛(wèi)星主要是指那些由于接近木星而被木星強(qiáng)大引力場臨時(shí)捕獲的小行星或者彗星，它們往往會(huì)圍繞木星運(yùn)行幾天，幾個(gè)月甚至幾年，隨后再離開，繼續(xù)它們原先的飛行旅程，或者墜入木星大氣層被焚毀。木星赤道上空有3道細(xì)細(xì)的光環(huán)，它們的亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如土星光環(huán)。木星光環(huán)的主要成分是非常細(xì)小的塵埃顆粒，這些細(xì)碎顆粒的來源則可能是小行星與木星衛(wèi)星之間的碰撞。木星光環(huán)最早是在1971年由地面望遠(yuǎn)鏡和美國宇航局旅行者1號(hào)飛船各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的。

　　木星探測大事記：

　　1610年：伽利略進(jìn)行了首次詳細(xì)的木星觀測；

　　1973年：美國宇航局的先驅(qū)者-10號(hào)飛船成為首個(gè)穿越小行星帶的人類航天器，并飛掠木星；

　　1979年：美國宇航局的旅行者1號(hào)和2號(hào)飛船發(fā)現(xiàn)了木星暗弱的光環(huán)，幾顆新的衛(wèi)星，并發(fā)現(xiàn)在木衛(wèi)一表面存在活火山爆發(fā)；

　　1994年：世界各地的天文學(xué)家和美國宇航局的伽利略探測器對“舒梅克-列維9號(hào)”彗星撞擊木星南半球的全過程，這是人類首次全程目睹一次天體碰撞；

　　1995年：美國宇航局的伽利略號(hào)飛船攜帶探測器抵達(dá)木星，開展首次木星大氣直接探測并對整個(gè)木星系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)考察；

　　五、朱諾項(xiàng)目的科學(xué)目標(biāo)概述

　　木星是目前已知太陽系最大的行星，數(shù)百年來人們一直在嘗試對這顆星球進(jìn)行研究，但關(guān)于這顆氣態(tài)巨行星，我們?nèi)匀挥泻芏嗷镜膯栴}有待解答。在1995年，美國宇航局的伽利略號(hào)探測器抵達(dá)木星，其中的一項(xiàng)任務(wù)便是向木星大氣中投放一顆小型探測器。其傳回的數(shù)據(jù)顯示，木星云層與大氣的構(gòu)成與科學(xué)家們此前所想的有所區(qū)別，這表明我們相關(guān)的理論模型中可能存在某些偏差。今天，這顆巨大星球厚厚的云層和劇烈的風(fēng)暴下方，依舊隱藏著許許多多有關(guān)這顆巨大行星的身世，以及整個(gè)太陽系形成歷史的未解之謎，以下我們僅列舉其中一小部分我們尚未完全理解的基本問題：

　　1）木星是如何形成的？

　　2）木星大氣中含有多少水和氧氣？

　　3）木星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)究竟如何？

　　4）木星的自轉(zhuǎn)更加符合剛體轉(zhuǎn)動(dòng)，還是在內(nèi)部不同深度上存在不同速度的自轉(zhuǎn)？

　　5）木星擁有固態(tài)內(nèi)核嗎？如果有，這個(gè)內(nèi)核有多大？

　　6）木星強(qiáng)大的磁場是如何形成的？

　　7）木星云層頂部所見的很多大氣結(jié)構(gòu)向下延伸多多深，它與木星大氣深部運(yùn)動(dòng)之間有何關(guān)聯(lián)？

　　8）木星極光產(chǎn)生的機(jī)制是什么？

　　此番，朱諾探測器的主要使命是考察木星的形成和演化過程。使用經(jīng)過檢驗(yàn)的成熟技術(shù)，朱諾裝備一系列先進(jìn)設(shè)備，并在一個(gè)極軌軌道上運(yùn)行，對木星的引力場、磁場大氣結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行探測，并觀察木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)、大氣與磁場各方之間的相互關(guān)聯(lián)。通過這些研究，科學(xué)家們將加深我們對于木星形成與演化的理解，并基于此，加深我們對于整個(gè)太陽系誕生過程和機(jī)制的了解。