看完國產科幻劇片《流浪地球》，大家才明白木星太危險，高質量大引力、強磁場高輻射、持續千年的超級風暴時速達618公里/小時，高溫高速帶電的等離子環等等等等，流浪中的地球能全身而退嗎？讓我們在地球流浪之前，多了解木星一些。

2003年伽利略號木星探測器（1989年發射）一頭沖進木星大氣層玉石俱焚的時候，美國宇航局（以下簡稱NASA）的新疆界計劃剛獲得國會批準。這項宏偉計劃在接下來的幾十年直接影響了人類太空探索的方向，到現在已經執行到第三項任務。前兩項任務和木星關系密不可分，任務一的新視野號探測器2007年在距離木星200萬公里的位置瞅了一眼就直奔冥王星去了，一騎絕塵。任務二是為木星專屬定制的，NASA燒掉11億美元打造了史上最厚探測器（180公斤重/1cm厚鈦金屬殼）朱諾號并在2011年發射升空，2016年抵達木星軌道開始創造木星探索的新篇章。

相比開山鼻祖伽利略號，朱諾號已經鳥槍換炮了。太陽能取代了核動力，運載火箭取代了航天飛機（伽利略號就被挑戰者號事故耽誤了3年）。了解木星的技術手段越來越豐富。紫外、可見光、紅外、微波等等悉數上場，太赫茲頻段探測器也已漸成為宇航探測的標準配置。朱諾號搭載了六通道微波輻射計（MWR/ 600MHz-22GHz）。

在朱諾號以每秒70公里的速度從木星北極向南極高速俯沖這袋煙的功夫（共俯沖了11趟），微波輻射計（MWR）火力全開穿透了木星近500 km的云層，測量了大氣中水和氨氣的豐度、溫度同時還順帶解開了木星閃電之謎。當然其他探測器也沒閑著，紅外探測器拍到了絢麗到讓人略感恐懼的多個氣旋（直徑1000公里），尖刀狀的磁力計也對木星三維磁場分布進行了精密測量。

圖片1. 朱諾號微波輻射計工作示意圖 來自Sci-News.com

有趣的是同伽利略號（2003年）和朱諾號（2011年）解開的木星謎團（發了一堆Science和Nature文章）相比，他們帶回的問題只多不少。

木星含水量數據和理論模型一個都合不上；木星的實際磁場甚至要比理論模型預測的更加強大；對極光的測量結果也沒有一項同預期相符；大紅斑從哪來到哪去？內核是不是金屬氫？這些問題只有等到下一艘木星飛船來解答了。

一直要等到2030年歐空局（以下簡稱ESA）的木星探測器JUICE（以下簡稱JUICE）才會飛抵木星軌道（8年的路途）。

歐空局早在2004年就開始和美國宇航局（以下簡稱NASA）合作計劃探測木星。說好NASA負責木衛二和ESA負責木衛三（木衛二-木星系統探測計劃EJSM），可是到了2011年NASA宣布沒錢了，退出了該項目（流浪地球里也確實沒美國什么事）。ESA只好重新修正計劃并咬牙承擔全部費用約8.5億歐元，預計采用阿里亞娜5火箭在2022年發射，用八年的時間抵達木星，隨后用至少三年的時間對木星及其衛星進行觀測（很可能一年就報銷了）。

圖2. JUICE木星探測器假想圖 來自ESA

JUICE將主要用于研究木星的冰衛星。目的是探索衛星的大氣層和磁層，調查木衛三的厚冰殼下是否存在適合居住的液體海洋，并且伺機尋找適合的著陸場。它將搭載包括相機、光譜儀、穿冰雷達、高度計等多達11種探測儀器（如下表）。

這十一般兵器將用來揭開木星一層又一層的面紗，如下圖：

圖3. JUICE木星探測器各探測器的功能 來自ESA

SWI作為JUICE的核心儀器之一將在太赫茲頻段重點分析木星和木衛三的平流層和對流層，并研究溫度變化、物質組成以及木衛三的表面狀態。德國宇航局委托馬普所（Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung）總體負責SWI的設計生產。

圖片4. JUICE木星探測器太赫茲輻射計結構圖 來自LERMA

SWI采用肖特基二極管搭建的超外差雙通道光譜儀,兩個輻射計通道工作頻率分別是520-630GHz（噪聲溫度<2000K）和1080-1280GHz（噪聲溫度<4000K）。其中150GHz倍頻方案在RPG（功率合成）和ACST二選一（RPG最后勝出），300GHz以上高頻部分方案在巴黎天文臺LERMA或者CHARLMERS大學二選一（LERMA最后勝出）。饋源天線和柵網以及輻射計的定標系統均由英國TK公司設計制造。

圖片5. JUICE木星探測器600GHz輻射計實物圖 來自LERMA

圖片6. 振動測試臺上的JUICE木星探測器輻射計定標系統 來自TK

目前JUICE各組件已經逐步開始進行功能測試和宇航級熱力學測試，估計會在明年開始總裝。

近年在宇航探測中太赫茲技術的應用可謂是風起云涌，歐空局是當仁不讓的技術急先鋒。燒掉大筆的歐元后也收獲了在普朗克、哨兵、MetOp-SG等多顆衛星上太赫茲宇航技術的飛躍和普及。SWI代表了目前太赫茲宇航技術（基于肖特基二極管）的巔峰，10年后它面對的將是九死一生的木星軌道，無論是否能創造歷史JUICE探測器和它的團隊都必將被鐫刻在星空之下。