朱诺号：探秘木星的远征方舟

在华夏文明的星象长河中，日、月与五星（金星、木星、水星、火星、土星）并称“七曜”，是古人观天授时的重要依据。五星之中，木星公转周期约十二年，故称“岁星”，与十二地支相对应，蕴含着东方独有的星空智慧。

而在罗马神话中，木星是众神之王朱庇特（Jupiter）的化身，执掌苍穹和雷电；天后朱诺（Juno）则是能够洞穿迷雾、探索真相的神明。

循着这份古老的神话寓意，让我们跟随朱诺号探测器奔赴木星，探索这颗气态巨行星的起源与演化之谜。

人类探木的过往与未来

木星探测任务回顾与展望

人类对木星的探索最早可追溯至地面观测时期。1610年，意大利天文学家伽利略借助自制望远镜，完成了人类对木星的首次望远镜观测，正式揭开了木星探索的序幕。

进入太空时代以来，陆续有多个探测器抵达木星开展探测，按发射时间排序，先后包括先驱者系列、旅行者系列、尤利西斯号、伽利略号、卡西尼-惠更斯号、新视野号与朱诺号。其中，仅伽利略号与朱诺号进入木星轨道长期环绕探测，其余探测任务均以飞越方式进行。

未来，木星系仍是深空探测的重要目标，相关计划包括欧罗巴快船号、木星冰卫星探测器，以及我国的天问四号任务。

朱诺号的探测器设计

朱诺号

为保障探测任务顺利开展，朱诺号探测器采用了多项特殊设计，核心亮点集中在以下三个方面：

其一，突破性的太阳能供电设计。朱诺号是NASA首个在外太阳系环境中，采用太阳能供电的深空探测器。它以超大尺寸太阳能帆板替代传统核电源，采用三翼帆式构型，展开总跨度超20米，搭配高、宽约3.5米的六边形主体结构，构成探测器的整体布局。

其二，高效的自旋稳定姿态设计。朱诺号借鉴陀螺原理，通过调整旋转速度维持飞行姿态，无须复杂姿态调节机制即可实现稳定飞行。

其三，辐射屏蔽设计。针对木星极端辐射的恶劣空间环境，探测器在核心区域构建了约180千克的钛金属辐射防护舱，为探测器在木星轨道长期稳定运行提供核心保障。

朱诺号的重大科学发现

纬向急流

木星云层与风场三维剖面示意图

木星表面明暗相间的条带（亮区与暗带），本质上是交替的东西向纬向急流。作为木星重要的基础科学问题，这些急流的深度长期存在巨大争议。依托朱诺号获取的重力场和磁场数据约束，国际科学团队明确：这些纬向急流并非仅局限于大气浅层，而是向下延伸约3000千米，且呈现出沿木星自转轴向内衰减的圆柱旋转特征。

弥散核心

木星内部圈层结构示意图

长期以来，科学家普遍认为木星拥有一个体积较小的致密岩质核心，外围包裹着大量的氢和氦。然而，朱诺号获取的木星重力场数据更新了这一传统认知：木星核心并非边界清晰的致密固态核，而是与氢氦层无明显分界，延伸至行星半径相当比例处的“稀释核”。

目前学界有两种主流理论解释稀释核的形成机制：一是木星形成早期曾遭受巨型撞击，重塑了核心结构；二是核心重元素在极端温压下溶解于金属氢流体中，导致核心侵蚀。

闪电信号

木星北极上空捕捉到的闪电信号

朱诺号第31次近木飞越时成功捕捉到了木星的闪电信号。朱诺号探测证实，木星闪电高度集中在两极气旋活动带，超过90%的闪电均发生在极区，赤道区域几乎无闪电，这一分布特征与地球形成鲜明对比。研究人员推测，木星闪电很可能形成于富含氨水溶液的云层中，这种独特的闪电分布与形成机制，也为分析不同行星的能量来源、对比类地行星的大气性质差异提供了关键线索。

作者简介

倪冬冬，南京大学深空探测科学与技术研究院教授，博士生导师。从事行星内部与演化、行星大气探测、地外水演化等方面的研究。入选国家高层次青年人才计划。

骆松，南京大学深空探测科学与技术研究院博士研究生。主要研究方向是木星和土星内部结构与热演化。

朱诺号的故事诠释着：深空探测不仅是技术的跨越，更是人类对宇宙的永恒求索。尽管终有一天，这颗探测器会坠入木星大气，它在深空中留下的科学光芒，终将成为人类探索史上恒久的指引。

想要了解更多朱诺号的故事吗？欢迎阅读《科学世界》2026年第6期“星际征途”栏目文章——《朱诺号：揭秘木星的远征方舟》！

实习编辑：陈舒雯