解读木卫之谜，寻找生命陈迹

欧空局成功将木星冰月探测器（Jupiter Icy Moons Explorer, JUICE）发射升空。像JUICE这样大型的航空任务需要多个国家和组织协调合作才能完成。各个国家的航天机构和科学家如何沟通协作？如何推动航空任务的进程？法国国家空间研究中心在其中担任了何种角色？JUICE将会带来哪些精彩的发现？

一览：

欧洲航天局的木星冰卫星探测器JUICE旨在勘探木星四颗冰卫星中的三颗，判断其环境是否能孕育生命。

JUICE任务由多国航天机构共同努力完成，各国分别负责研制一部分搭载仪器。

法国负责自主研发JUICE的红外光谱仪，还参与了另外六台仪器的研发。

法国国家空间研究中心（CNES）的研究重点之一是仪器的小型化，因为飞行器有效载荷的限制是所有太空项目的一大挑战。

JUICE任务还将研究木星及其卫星冰壳的地震活动。

4月14日，阿丽亚娜5号火箭搭载着欧洲航天局的木星冰卫星探测器JUICE，从法属圭亚那的库鲁航天发射中心发射。此次任务的目的是对木星的四颗冰卫星中的三颗（木卫二、木卫三和木卫四，三者皆有海洋）进行勘探，确认是否有生命存在。JUICE预计于2031年7月到达气态巨星木星，2034年12月抵达木卫三轨道，将成为第一艘在外太阳系绕月运行的航天器。木卫三是太阳系中唯一有磁场的月球。法国国家空间研究中心（CNES）宇宙科学项目负责人Olivier La Marle在本文中介绍了JUICE任务的发展历程以及CNES在项目中发挥的作用。

Olivier La Marle，法国国家空间研究中心（CNES）宇宙科学项目负责人

法国国家空间研究中心（CNES）并不直接参与科学研究。我们的职责是在法国的相关机构加入国际空间开发合作项目时，与各方进行协调磋商。法国科学家参与了项目，就能使用项目获取的太空数据，在科学期刊上发表文章。这些科学家不属于CNES，而是来自法国国家科学研究中心（CNRS）、法国原子能委员会（CEA）或高校实验室，各自有各自的研究课题。不过，CNES会与科学家们所属的机构共同开展“选题演练”，筛选出最有希望申请上科研资金的项目，并协助科学家向各大航天机构提交申请。

科学是无国界的。法国国家空间研究中心与世界上其他主要航天机构合作，如欧空局、美国国家航空航天局、中国航天局、日本宇宙航空研究开发机构，当然还有其他欧洲国家的相关机构。各个机构通过协商，确定每个国家的分工。在航天领域，国际合作是必要的。像JUICE这样的大型任务不可能由CNES预算全额资助，即使整个法国航天业也不可能凭一己之力资助。协调此类任务的最传统方式，是将飞行器搭载的科学仪器开发任务分配到各个国家。CNES在这一阶段的作用，就是提出符合法国研究特长的分工方案。

01、探索太空的挑战：任务的极高复杂性

重大太空科考飞行器在发射前，必须完成一系列的测试、建模和模拟，才能制定出可行的方案。科学家在其中发挥着至关重要的作用，因为只有科学家能向各大航天机构及其企业伙伴提出有效建议，告知哪些任务既有可操作性又有研究意义。执着于无法实现的目标只会让项目走进死胡同，最终失败。

CNES的作用包括为法国的国家级实验室提供财政和技术支持，与别国航天机构协调伙伴关系，并做出充足准备处理航天项目未来即将回传的大量数据。这意味着要开发出可靠的模型、模拟工具和软件，用来解读大量图像和光谱。例如，欧空局计划发射的暗物质和暗能量探测项目欧几里得空间望远镜[1]每十分钟将获得10亿像素的图像。这些数据还必须能与现有望远镜（如詹姆斯·韦伯望远镜）的数据配合使用。

图片来源：欧空局S. Corvaja - 搭载着JUICE的飞行器于2023年4月14日在法属圭亚那发射

每项太空任务的前期都有大量准备工作需要完成，科学家之间既有合作，也有竞争：首先公布研究成果的学者肯定会得到最多的关注。如果某个机构提出的任务不是法国科学家的关注重点，那我们将会参与部分设备开发工作。不过，对于JUICE这样的太空任务，法国的参与度较高。飞行器上将搭载十个关键仪器，法国协同参与了六个的开发，另外还负责自主研发其中的红外光谱仪。该仪器结构复杂、体积大且成本高昂。法国在该项目中是迄今为止欧洲国家中贡献最大的一方。其他配套设备由美国国家航空航天局、日本宇宙航空以及欧洲别国相关机构提供，包括一台光学相机、各种光谱仪、高度计、雷达、粒子探测器和磁力计。