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
任务开始
发射日期	2029 (预定)
木星轨道器
入轨	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。

概览

在中国学术期刊上发表的一篇文章中详细阐述了拟议的“甘德”木星任务的目标，其中包括：研究木星系中存在的磁场和等离子体之间的相互作用，检查在木星大气中的成分变化，探索木卫三或木卫四的内部结构和表面特征，以及研究上述伽利略卫星周围的空间环境。

根据西方媒体的报导，截至2021年1月，有两个相互竞争的任务简介：“木星-木卫四轨道器”（JCO）和“木星系观察员”（JSO）。“ 木星-木卫四轨道器”将涉及在进入绕木卫四的极地轨道之前对木星的不规则卫星进行飞掠探测；此任务配置文件还可能包括木卫四著陆器。相比之下，“木星系观察员”任务简介虽然与“木星-木卫四轨道器”的任务简介大致相似，但将放弃探测器环绕木卫四运行的尝试，而是专注于对木卫一进行更深入的研究（“木星系观察员”任务简介不包括著陆器，但它可能涉及在其木星系探测任务结束时将探测器飞行至太阳-木星拉格朗日点L1点）。最后，中国研究人员的报告表明，木星探测任务可能包括一个额外的子探测器，该探测器将在2046年飞掠天王星。

这次任务的暂定名称为公元前4世纪时期的中国天文学家“甘德”，他进行了最早期的行星观测，据说曾以肉眼看见了木星的卫星木卫三。

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，专注于探测木卫一。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，探测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，国家航天局发射了中国第一次独立载人轨道飞行任务；随后成功完成了无人月球环绕任务（嫦娥一号和嫦娥二号）和无人月球著陆和巡视任务（嫦娥三号）。为了在这些成就的基础上再接再厉，国家航天局开始考虑在2020年代及以后进行更雄心勃勃的星际任务。2018年，中国国家航天局探月与空间项目中心副主任裴兆宇表示，中国计划在2020年底前实施四次重大行星际任务；这四项任务包括火星绕落巡探测任务（天问一号）、小行星采样返回和主带卫星绕飞探测任务（郑和）、火星采样返回任务和木星系统探测任务。截至2021年初，上述的“木星-木卫四轨道器”和“木星系观察员”任务概况正在竞争实现“甘德”木星系探测任务。

科学仪器

目前，西方媒体上关于此任务搭载的潜在科学仪器的公开信息很少，这些科学仪器很可能包括磁力计、带电和中性粒子探测器以及各种波长的光谱仪。此外，木星-木卫四轨道器和木星系观察员任务配置文件都包括携带粒子和磁场探测器的立方星。