撰稿人：Lia ／ 責任編輯：Zaphyra
2023年4月14日，一枚亞利安5號運載火箭自法屬圭亞那的庫魯航太中心升空，將重達近6公噸的木星冰月探測器（Jupiter Icy Moons Explorer, JUICE）成功送入預定軌道，展開一場長達八年、航程數十億公里的星際遠征。這次發射不僅是歐洲太空總署（ESA）迄今為止最雄心勃勃的深空探測計畫，也標誌著人類對太陽系外圍的科學探索進入了一個嶄新階段。JUICE任務的核心目標，是前往氣態巨行星木星的系統，對其三顆被認為可能擁有地下海洋的衛星－蓋尼米德（Ganymede）、歐羅巴（Europa）和卡利斯多（Callisto）－進行前所未有的詳細觀測。此行的根本目的，在於解答一個驅動人類文明數千年的終極問題：在浩瀚宇宙中，地球是否是唯一能夠孕育生命的孤獨綠洲？JUICE將透過其搭載的精密儀器，深入探測這些冰封世界，尋找生命存在的關鍵要素，為評估其「宜居性」提供決定性的科學證據。
JUICE任務的科學基礎，建立在過去數十年太空探索所積累的豐富數據之上，特別是美國航太總署（NASA）的伽利略號（Galileo）探測器所做的開創性發現。伽利略號的觀測數據強烈暗示，這三顆巨大的冰質衛星在其厚厚的冰殼之下，可能隱藏著廣闊的液態水海洋。液態水被視為生命存在的首要前提，這一發現使得木星系統成為太陽系中除地球外，最有可能找到生命的地方。為了驗證並深入研究這一可能性，JUICE配備了有史以來送往太陽系外圍的最強大科學儀器酬載。其搭載的10套先進儀器，猶如一位全能的宇宙偵探，各司其職。其中，名為RIME的透冰雷達，能夠穿透數公里厚的冰層，直接探測下方是否存在液態海洋，並測量冰殼的厚度與結構；JANUS光學相機系統將以極高解析度繪製衛星表面的地貌；而GALA雷射測高儀則能建構精確的3D地形圖。這些儀器協同工作，旨在全面描繪這些衛星的地質活動、化學組成以及與木星強大磁場的交互作用，從而評估其是否具備維持生命所需的能量來源、有機物質與穩定的環境。
這次任務不僅是技術上的巨大挑戰，更是國際合作的典範。作為ESA的旗艦級任務，JUICE的成功實施，彰顯了歐洲在行星科學與深空探測領域的領導地位。然而，其背後是一個橫跨全球的合作網絡。NASA為該任務提供了紫外光譜儀（UVS），並為其他多項關鍵儀器提供了重要零組件；日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）與以色列航太局（ISA）同樣參與其中，貢獻了儀器與技術。這種跨國界的資源整合與知識共享，不僅分攤了巨額的開發成本與風險，也代表著一種成熟的「科學外交」模式，即各國為了共同的科學目標而超越地緣政治的紛擾。此外，JUICE的探索並非孤軍奮戰。NASA也正在推進其專門探測歐羅巴的「歐羅巴快船」（Europa Clipper）任務，該探測器預計將在2030年抵達木星系統，與JUICE同期展開觀測。這兩大任務的目標雖各有側重－JUICE著重於將蓋尼米德作為冰衛星的典型進行深入研究，而歐羅巴快船則專注於歐羅巴－但它們的數據將相互補充，共同為科學家提供一個關於木星冰衛星系統前所未有的全景視圖。雖然JUICE無法直接探測生命本身，但它將為我們判斷這些遙遠世界是否「宜居」提供最關鍵的拼圖，其發現將為未來可能登陸甚至鑽探冰層的探測任務鋪平道路，並可能永久改變我們對生命在宇宙中地位的理解。
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Lia. Independent Media 台北報導
自古以來，夜空中那顆明亮的行星－木星，便以其穩定的光芒吸引著地面上無數仰望者的目光。古代的天文學家為它命名，記錄其在黃道上的運行軌跡，將其視為眾神之王。數個世紀後，當伽利略將他自製的望遠鏡指向這顆行星時，他不僅看到了木星的細節，更發現了環繞其運行的四顆衛星，這一發現顛覆了當時以地球為宇宙中心的教條。如今，人類的目光已不再滿足於遠距離的遙望。2023年4月14日，隨著亞利安5號火箭的巨大轟鳴劃破法屬圭亞那的長空，歐洲太空總署的JUICE探測器正式踏上了前往這顆巨行星的漫漫征途。這是一次繼承了伽利略探索精神的遠征，其目標不僅是觀察，更是為了觸及一個關乎人類自身存在意義的核心問題：生命是否可能在太陽系的其他角落，以我們未知的方式存在著？
一場穿越時空的宇宙芭蕾
JUICE的旅程，本身就是一項對人類智慧與工程能力的極致考驗。它並非直線飛向木星，而是上演了一場精心編排的宇宙芭蕾。為了積累足夠的速度以擺脫太陽的引力，抵達遙遠的太陽系外圍，JUICE必須在未來數年內，巧妙地利用地球、月球乃至金星的引力，進行多次「重力助推」。這條迂迴的路線，使其總航程長達數十億公里，預計將在2031年7月方能抵達目的地。
這段漫長的旅途充滿了險阻。JUICE的設計必須考慮到極端的環境挑戰。在飛越金星時，它將承受接近攝氏500度的高溫；而在木星附近，它又將面臨接近攝氏零下400度的嚴寒。更為致命的是木星周圍強烈的輻射帶，其高能粒子足以摧毀未經特殊防護的電子設備。為此，工程師們為JUICE的核心電子元件設計了厚重的鉛屏蔽層，並對所有儀器進行了嚴格的測試，以確保它們不僅能在發射時的劇烈震動中倖存，更能承受長達十餘年的深空飛行與極端環境的考驗。這正如一位科學家所言：「你沒辦法派一個水管工去太空修理儀器。」每一次設計、每一次測試，都是為了確保這趟單程旅行能夠順利完成其科學使命。
巨行星的王國與冰封的海洋
木星系統，本身就像一個微型的太陽系。木星的質量是太陽系其他所有行星總和的兩倍多，其強大的引力捕獲了近百顆衛星。而JUICE此行的焦點，則是其中最大、也最引人入勝的三顆「伽利略衛星」：蓋尼米德、歐羅巴與卡利斯多。
蓋尼米德，不僅是木星最大的衛星，更是整個太陽系中最大的衛星，體積甚至超過了水星。它最獨特之處，在於它是目前已知唯一擁有自身磁場的衛星。這個內部磁場的存在，強烈暗示其內部具有一個流動的、可傳導的物質層，很可能是一個位於岩石核心與冰冷外殼之間的巨大液態水海洋。JUICE任務的最終階段，將在2034年進入環繞蓋尼米德的軌道，使其成為人類史上第一個環繞地球以外的衛星運行的探測器。它將以前所未有的精度，研究蓋尼米德的磁場、內部結構與表面地質，試圖將其建立為一個冰質衛星的「原型」，以理解這類天體在宇宙中的形成與演化。
歐羅巴，則是太陽系中最有潛力發現地外生命的天體之一。它的表面異常平滑，被一層相對年輕的冰殼所覆蓋，上面遍布著神秘的裂縫與條紋。科學家普遍認為，這層冰殼之下，是一個與岩石地幔直接接觸的全球性鹹水海洋。這種岩水交界的環境，與地球深海中孕育著獨特生態系統的「熱液噴口」極為相似，為生命提供了必需的化學能量來源。JUICE將對歐羅巴進行多次近距離飛掠，為後續NASA專門探測歐羅巴的「歐羅巴快船」任務進行前期勘測。
卡利斯多，是伽利略衛星中距離木星最遠的一顆，其表面布滿了古老的隕石坑，地質活動極不活躍。然而，磁場數據同樣暗示，在它的深處也可能存在一個地下海洋。卡利斯多將作為一個對照組，幫助科學家理解，在缺乏如歐羅巴和蓋尼米德那樣強烈潮汐力加熱的情況下，一個冰衛星的內部海洋將如何演化。
探尋生命要素的精密工具箱
為了揭開這些冰封世界的秘密，JUICE攜帶了一套功能強大的科學儀器，它們共同構成了一個尖端的移動實驗室。
透視冰層的雷達之眼：RIME（透冰雷達）是整個任務的關鍵儀器之一。它將向衛星表面發射雷達波，並接收穿透冰層後從下方界面－可能是冰與海洋的交界處－反射回來的信號。透過分析這些信號，科學家可以測繪出冰殼的厚度，尋找冰內可能存在的液態水囊，甚至直接證實全球性海洋的存在。
解讀化學密碼的光譜儀：MAJIS（可見光-紅外成像光譜儀）和UVS（紫外光譜儀）將分析從衛星表面反射的太陽光。不同的物質會吸收和反射不同波長的光，透過解讀這些光譜「指紋」，科學家可以識別出地表的礦物、冰的種類，以及最重要的－是否存在有機化合物。有機物是構成生命的基礎，在這些冰衛星上發現它們的蹤跡，將極大提升其宜居性的評估。
描繪世界的相機與測高儀：高解析度的JANUS相機將捕捉衛星表面的詳細圖像，揭示其地質歷史，如撞擊坑、斷層和可能的冰火山活動。而GALA雷射測高儀則能精確測量地表的高度變化，繪製出三維地形圖，幫助科學家了解潮汐力如何塑造這些衛星的形態。
科學外交的典範與協同探索的未來
JUICE任務的規模與複雜性，使其從一開始就是一項全球性的事業。作為歐洲太空總署「宇宙願景」（Cosmic Vision）計畫中的第一個大型任務（L-class mission），它代表了歐洲在深空探索領域的最高水平和長期戰略。然而，任務的成功離不開國際夥伴的深度參與。NASA不僅提供了UVS儀器，還為RIME等核心儀器提供了關鍵技術與硬體，延續了兩大航太機構數十年來的合作傳統。日本與以色列的科學團隊同樣貢獻了他們的專業知識與設備。
這種合作模式，與冷戰時期以國家競爭為主導的太空競賽形成了鮮明對比。在當代，深空探測的巨額投入與高技術門檻，使得國際合作成為必然趨勢。JUICE任務的組織與執行，本身就是一場成功的「科學外交」實踐，它證明了不同國家可以為了推進人類知識的邊界而共同努力。
展望未來，JUICE的探索將與NASA的「歐羅巴快船」任務形成完美的協同效應。當這兩艘探測器在2030年代初期同時在木星系統展開工作時，科學界將獲得一個立體而全面的觀測視角。JUICE對蓋尼米德的長期繞行觀測，與歐羅巴快船對歐羅巴的數十次低空掠過，將分別提供深度和廣度兼備的數據。它們的發現將相互驗證、相互補充，共同構建起我們對太陽系外圍宜居性潛力的完整理解。
JUICE的旅程，承載著全人類的好奇心。它或許無法直接帶回外星生命的樣本，甚至無法給出一個確切的答案。但它的使命，在於科學地、系統地驗證那些支持生命存在的條件是否在地球之外廣泛存在。它所收集的每一比特數據，都將成為未來探索任務的基石，指引著下一代探測器，或許是登陸器，甚至是潛水艇，前往那些可能存在液態水的冰下世界，去觸摸、去感知，去最終回答那個在星空下被問了千百遍的問題。這趟遠征的意義，不僅在於目的地，更在於它所代表的人類不斷向未知拓展邊界的不懈精神。
資料來源
European Space Agency (ESA): ESA’s Juice lifts off on quest to discover secrets of Jupiter’s icy moons
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice/ESA_s_Juice_lifts_off_on_quest_to_discover_secrets_of_Jupiter_s_icy_moons
NASA Science: JUICE
https://science.nasa.gov/mission/juice/
Reuters: European space probe Juice blasts off on mission to explore Jupiter's moons
https://www.reuters.com/lifestyle/science/european-space-probe-juice-blasts-off-mission-explore-jupiters-moons-2023-04-14/
The New York Times: E.S.A.’s JUICE Mission Launches to Hunt for Life on Jupiter’s Moons
https://www.nytimes.com/2023/04/14/science/esa-juice-jupiter-launch.html
BBC News: Juice: Europe's mission to Jupiter's icy moons launches successfully
https://www.bbc.com/news/science-environment-65251219
Associated Press: European spacecraft blasts off for Jupiter’s icy moons
https://apnews.com/article/jupiter-juice-spacecraft-launch-esa-moons-f2f671c6d860e36369527e02551523c9
Nature: Jupiter’s moons are the target of Europe’s most ambitious space mission yet
https://www.nature.com/articles/d41586-023-01271-3