天问四号

中国木星系探测任务

任务类型	木星轨道器
运营方	CNSA
航天器属性
制造方	CAST
任務開始
發射日期	2029 (预定)
木星軌道器
入軌	2035 (预定)

中国木星系探测任务，是中国行星探测工程（PEC）的一部分。该任务主要研究木星磁层结构、木卫四大气模型、木卫四表面冰层形貌及厚度、金星—地球—木星间的太阳风结构，地外生存状态及其演变特性等。

中国木星系探测任务目前处于关键技术攻关阶段，预计在2030年前后正式开展探测。

概覽

在中國學術期刊上發表的一篇文章中詳細闡述了擬議的“甘德”木星任務的目標，其中包括：研究木星系中存在的磁場和等離子體之間的相互作用，檢查在木星大氣中的成分變化，探索木衛三或木卫四的內部結構和表面特徵，以及研究上述伽利略衛星周圍的空間環境。

根據西方媒體的報導，截至2021年1月，有兩個相互競爭的任務簡介：“木星-木卫四軌道器”（JCO）和“木星系觀察員”（JSO）。“ 木星-木卫四軌道器”將涉及在進入繞木卫四的極地軌道之前對木星的不規則衛星進行飛掠探测；此任務配置文件還可能包括木卫四著陸器。相比之下，“木星系觀察員”任務簡介雖然與“木星-木卫四軌道器”的任務簡介大致相似，但將放棄探測器環繞木卫四運行的嘗試，而是專注於對木卫一進行更深入的研究（“木星系觀察員”任務簡介不包括著陸器，但它可能涉及在其木星系探測任务結束時將探测器飞行至太陽-木星拉格朗日点L1點）。最後，中國研究人員的報告表明，木星探測任務可能包括一個額外的子探測器，該探測器將在2046年飛掠天王星。

這次任務的暫定名稱为公元前4世紀时期的中國天文學家“甘德”，他進行了最早期的行星觀測，據說曾以肉眼看見了木星的衛星木衛三。

木星-木卫四轨道器

木星-木卫四轨道器在进入绕木卫四极地轨道之前会飞掠几颗不规则卫星。这个任务方案可能包括一个着陆器，就像嫦娥登月任务一样，将为木卫四的形成和演化提供前所未有的科学价值。木卫四是四颗伽利略卫星中最外侧的一颗。由于来自其他卫星和木星的重力，它的内部受热较少，它可能由木星形成后所剩余的物质形成，此后大部分时间处于休眠状态，只有小行星撞击才能改变其表面样貌。因此，木卫四保留了早期木星系和整个太阳系的历史，具极高的科学价值。木卫四也有一个含有少量氧气的稀薄大气层，尽管它不如拥有地下海洋的木卫二和木卫三以及具活跃火山活动的木卫一那么迷人，但这增加了它的科学吸引力。木卫四也是着陆难度最低的伽利略卫星，着陆木卫四相比其他伽利略卫星所需的燃料要更少，而且它位于木星辐射带之外。这就是为什么木卫四是该任务方案的目标的原因。

木星系观察员

木星系观察员将放弃木卫四的登陆任务，专注于探測木卫一。木星系观察员将飞掠 木卫一数次，研究木星的引力如何牵引卫星以为其火山活动提供能量。木星系观察员还将研究不规则卫星的质量、密度、动力学以及化学及同位素的组成，这些独特残余物质对木星如何形成将提供新的科学价值。作为选择之一，木星系观察员可以携带一颗或几颗小卫星，对木星磁层动力学提供更多的研究。

在木星系观察员的任务结束时，探測器可能会被转移到环绕太阳-木星L1点的轨道上，在该处空间木星的引力将与太阳的引力平衡，探测器可以在该处长时间停留。从这个从未有探测器环绕过的独特空间，木星系观察员可以监测木星磁场之外的太阳风，并从远处观察木星和它的卫星。

背景

2003年10月15日，國家航天局發射了中國第一次獨立載人軌道飛行任務；隨後成功完成了无人月球环绕任務（嫦娥一號和嫦娥二號）和无人月球著陸和巡视任務（嫦娥三號）。為了在這些成就的基礎上再接再厲，國家航天局開始考慮在2020年代及以後進行更雄心勃勃的星際任務。2018年，中國國家航天局探月與空間項目中心副主任裴兆宇表示，中國計劃在2020年底前實施四次重大行星際任務；這四項任務包括火星绕落巡探测任務（天問一號）、小行星採樣返回和主带卫星绕飞探测任務（郑和）、火星採樣返回任務和木星系統探测任務。截至2021年初，上述的“木星-木卫四軌道器”和“木星系觀察員”任務概況正在競爭實現“甘德”木星系探测任務。

科学儀器

目前，西方媒體上關於此任務搭载的潛在科学儀器的公開信息很少，這些科学儀器很可能包括磁力計、帶電和中性粒子探測器以及各種波長的光譜儀。此外，木星-木卫四軌道器和木星系觀察員任務配置文件都包括攜帶粒子和磁場探測器的立方星。