木卫二—木星系统任务

木卫二－木星系统任务－拉普拉斯（英语：Europa Jupiter System Mission – Laplace，简称EJSM/Laplace）是一项由美国国家航空航天局（NASA）与欧洲空间局（ESA）联合策划的深空探测计划，旨在对木星及其冰卫星系统（重点为木卫二、木卫三与木星磁层）展开综合性科学考察。该任务原定于2020年前后发射，核心架构包含两个独立轨道器：NASA主导的木星-木卫二轨道飞行器（JEO）负责探测木卫二的冰壳与潜在地下海洋，ESA主导的木星-木卫三轨道飞行器（JGO）则专注于木卫三的磁层与地质特征。此任务源于2008年启动的“外行星旗舰任务”（Outer Planet Flagship Mission）联合研究，并在2009年击败土星系统探测提案（TSSM/TandEM）成为优先项目。

木卫二－木星系统任务－拉普拉斯
Europa Jupiter System Mission – Laplace

艺术家笔下的木卫二－木星系统任务：木星-木卫二轨道飞行器（上）和木星-木卫三轨道飞行器（下）。
所属组织	欧洲空间局和美国宇航局
任务类型	多台轨道探测器和登陆器
官方网站	Europa Jupiter System Mission

国际合作方面，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）曾提议提供木星磁层轨道器（JMO）与木星特洛伊小行星探测器（JTAX），俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）则考虑参与著陆器研发，但均未达成最终协议。经费评估显示，JEO总成本可能达47亿美元（按2011年美国国家科学院报告估算）^[1]，而木星-木卫三轨道飞行器的预算可能达到10亿美金（7.1亿欧元）^[2]，JGO预算约为7.1亿欧元（相当于当时汇率10亿美元）^[3]。

2011年4月，ESA因NASA预算限制宣布联合任务难以执行，转而推动以JGO为基础修改的单独任务木星冰月轨道器（JUICE），并于2012年5月获选为ESA“宇宙视野”计划首个大型任务（L1），最终于2023年4月14日发射^[4]。JUICE任务扩展了科学目标，除木卫三外还将探测木卫四与两次飞掠木卫二，其设计延续EJSM/Laplace对冰卫星宜居性的研究主轴。

NASA方面则于2015年6月批准欧罗巴快船（Europa Clipper）作为JEO的替代方案，该探测器于2024年10月14日发射，采用飞掠观测模式以避开木星强辐射带，预计2030年抵达木星系统。与EJSM/Laplace的双轨道器协同作业不同，欧罗巴快船与JUICE虽无直接合作架构，但两者数据将互补以深化对木星冰卫星的比较研究。

科学目标上，EJSM/Laplace旨在验证木星系统是否存在宜居环境，具体包括：分析冰下海洋成分、绘制冰壳结构、比较卫星外气层与磁层交互作用，以及评估地质活动特征以选定未来著陆点。此框架直接影响后续JUICE与欧罗巴快船的仪器配置，例如JUICE搭载的冰穿透雷达与欧罗巴快船的质谱仪均继承自原始任务设计。

起源

2008年2月，美国宇航局和欧洲空间局开始联合探讨在称为外行星旗舰任务的架构下发送探测器探测外行星的冰卫星可能性^[5]。其中两个主要的候选任务就是本计画和包含了原本欧空局土卫六和土卫二任务（TandEM）的土卫六－土星系统任务（TSSM）。

2009年2月，美国宇航局和欧空局宣布木星系统任务将会优先于土星系统任务^[6][7]。欧空局负责的部分仍面临另外两项计画：激光干涉空间天线和国际X射线天文台的资金竞争，这也是美国宇航局一直发射单一探测器作为整个计画部分应急之用的原因^[8]。

2009年2月18日，美国宇航局和欧空局联合宣布木星和土星系统探测计画都可以继续进行，但木星计画优先。而木星探测计画预计将在2020年发射，并在2026年抵达木星。土星和土卫六任务则会稍晚发射^[9]。

根据美国宇航局2011年十年探测计画与预算，联合探测计画在时间表上不太可能出现，所以欧空局正寻求进行欧洲主导的探测计画的可行性^[4]。

任务架构

本地图显示了所有目前参加计画的国家（红色）和有意加入的国家（棕色）。

这个计画最主要的特点就是提出了两个，可能三个，甚至是四个各自独立的轨道探测器/登陆艇。

• 美国宇航局: 木星-木卫二轨道飞行器，计画探测木卫二和木卫一。
• 欧空局: 木星-木卫三轨道飞行器，计画探测木卫三和木卫四。
• 日本宇宙航空研究开发机构: 木星磁层轨道器，计画探测木星的磁层。
• 俄罗斯联邦航天局: 木卫二登陆器，计画登陆木卫二表面以进行现地探测。

本计画的基础架构是欧空局和美国宇航局的探测器，并且预计将在2020年发射，之后在分别进入探测木卫二和木卫三的环绕轨道前要执行许多错综复杂的木星系统探测。而这两台探测器将各自独立发展与发射，再一起协同探测。而探测器的发射和航行时间是互相独立的。虽然这一系列探测器主要是探测四颗伽利略卫星中的两颗，但共同运作可使整个探测体系包含木星本身，磁层和环^[10]。

这两个探测器将探测木星的动态现象，例如木卫一的火山活动和木星的大气层，并了解木星磁层以及和伽利略卫星交互作用的状况。并且将会确认在木卫二和木卫三冰外壳下假设的液态水海洋。如果日本加入探测计画，将会进行木星磁层的探测，提供天文物理学上的磁层盘面与三维的木星系统协同探测。

目的

本计画的目的是要确认木星系统是否有适合生命的环境。计画最基本的主题可以进一步聚焦到关于行星适居性的科学目的（集中研究木卫二和木卫三）。而主要的科学目标是^[10]：

• 确认卫星表面之下的海洋存在。
• 确认卫星的水冰外壳和表面下的液态水。
• 确认木卫三的深层构造和其内在磁场。
• 比较散逸层、电浆环境和磁层交互作用。
• 确认卫星表面组成物质和化学性质。
• 了解卫星表面地形特征，包含近年或持续活动区域，并确认和描述未来登陆任务的区域。

加入俄罗斯木卫二登陆艇可能性

俄罗斯联邦航天局和俄罗斯科学院正考虑进行一个独立的木卫二探测任务，称为木卫二登陆器^[11]。该探测器将由联合号系列运载火箭发射，并由欧空局和/或美国宇航局的卫星作为向地球传输资料的中继站。目前已经在设想由国际上广泛提供科学酬载和探测工具。根据现有的资源将会有一个在机械臂上的磨床，甚至是钻孔或热穿透系统的构想以确认木卫二表面冰层特征^{[12][13][14][15]}。其他的建议构想则有使用冲击器穿透辐射照射物质以到达原始水冰。一旦开始进行撞击，探测器就可以释出热溶系统以探测木卫二表层^[16][17][18]。

参见

• 太阳系探测器列表