木星冰月探测器（JUICE）是欧洲航天局（欧洲航天局）执行木星系探测任务所使用的卫星探测器，旨在研究木星的三颗卫星：木卫二、木卫三和木卫四。木星冰月探测器重约6吨，借助太阳系天体的引力进行助推。
2012年5月2日，欧洲航天局宣布木星冰月探测器任务入选其“2015—2025宇宙愿景”首个大型任务。木星冰月探测器于2015年进入研发阶段，2017年通过了初步设计审查。后来因新冠疫情影响，探测器的发射被推迟。2023年4月14日20时14分，木星冰月探测器（JUICE）搭乘阿丽亚娜5型运载火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。该航天器计划于2031年7月抵达木星，并在木星系统中工作至2035年9月。
木星冰月探测器携带了大量仪器，欧洲航天局表示“这是有史以来飞往外太阳系的最强大遥感和地球物理学有效载荷”，具体包括10台专用科学仪器、一台辐射监测仪、一台行星射电干涉仪及克里斯蒂安·多普勒实验仪器。
命名
和很多深空科学任务一样，木星冰月探测器（JUICE）的全名并不是“单词”本身的字面意思——JUICE是“木星冰月探测器”（英文全称JupiterIcy Moons Explorer）的缩写：JU对应“木星”（英文Jupiter）的首字母与拼音“Jùxīng”的第二个字母，IC来自“冰”（英文Ice）的前两个字母，E则对应“探测器”（英文Explorer）的首字母。这个缩写词的拼写和英文“果汁”（juice）一模一样，因此欧洲航天局在对外宣传的时候，特意使用了一个带吸管的果汁杯形象。
历史沿革
2012年5月2日，欧洲太空局宣布木星冰月探测器任务入选其“2015—2025宇宙愿景”首个大型任务。木星冰月探测器于2015年进入研发阶段，2017年通过了初步设计审查。
欧洲空间局原定于当地时间2023年4月13日9时15分，在位于法属圭亚那的欧洲太空港发射木星冰月探测器（JUICE）。由于监测到发射期间有雷电天气，欧洲空间局宣布将发射时间推迟24小时，改于当地时间14日9时15分发射。
2023年4月14日20时14分，欧洲航天局（ESA）称，木星冰月探测器（JUICE）搭乘阿丽亚娜-5运载火箭（Ariane5）成功发射。该航天器预计于2031年7月抵达木星，并在木星系统中工作至2035年9月。
目标
探测木星及伽利略卫星
按照欧空局的说法，木星冰月探测器是人类新一轮大胆的外太阳系任务。利用一套强大的遥感、地球物理学和原位仪器，探测木星及木卫三、木卫四和木卫二，以发现更多相关信息，特别是考察木星系统过去有没有生命，未来会不会产生生命。木星冰月探测器将深入监测木星复杂的磁、辐射和等离子体环境及其与卫星的相互作用，深入研究这个气态巨行星系统。
木星是太阳系巨行星的原型，也是目前已知的、围绕其他恒星运行的众多巨行星的模型。木星一共有92颗卫星，但其中有4颗卫星是1610年意大利天文学家伽利略·伽利莱用望远镜首先发现的，其名字按照次序分别为“艾奥”（Io）、“欧罗巴”（Europa）、“加尼美得”（Ganymede）和“卡里斯托”（Callisto）。有时候也按照与木星的距离依次命名为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。这4颗卫星被人们统称为伽利略卫星。其中3颗卫星，人们推测它们内部存在海洋。了解木星系并揭示其历史，从其起源到可能出现的宜居环境，将使我们更好地了解气态巨行星及其卫星是如何形成和演化的，还能为类木星太阳系外行星系统中出现生命的可能性提供新的线索。
探究冰卫星与生命的谜团
木星冰月探测器将解决欧洲航天局宇宙愿景计划的两个主题：行星形成和生命出现的条件是什么。太阳系是如何运作的。
木星冰月探测器的重点，是探测可能导致木星结冰卫星中出现宜居环境的条件，特别强调木卫三、木卫二和木卫四这3个海洋世界。木卫三之所以被确定为详细调查的对象，是因为它为分析冰世界的性质、进化和潜在宜居性提供了一个自然实验室。
对木卫三和木卫四，木星冰月探测器的主要科学目标是：海洋层的特征和假定的地下海洋的探测；地表地形、地质和成分测绘学；冰壳物理特性研究；内部质量分布、动力学和内部演变的特征；外逸层调查；木卫三的固有磁场及其与木星磁层相互作用的研究。
对于木卫二的探测来说，重点是生命所必需的化学物质，包括有机化合物，以及了解表面特征的形成和非水冰材料的组成。此外，木星冰月探测器将首次对木卫二进行地下探测，包括首次确定最近活动区域的冰壳最小厚度。
该任务还将重点研究木星大气层，侧重于对其结构、动力学和成分的研究。从云顶到热层，研究木星的环流、气象、化学和结构。这些观测将在足够长的时间基线上进行，具有广泛的纬度覆盖范围，以研究不断演变的天气系统以及不同层之间能量、动量和物质的传输机制。
木星磁层的重点将包括研究它的三维特性，以及深入研究磁层、电离层和热层内的耦合过程。极光和无线电发射及其对太阳风的反应将被阐明。在木星的卫星系统内，木星冰月探测器还将研究卫星与磁层的相互作用、引力耦合。
设计
作为一种空间探测器，研制进度算是中规中矩。按照原计划，木星冰月探测器在2022年6月发射，2029年抵达木星系统，其间要经历7年的行星际飞行，先后掠飞经过金星、地球和火星，随后对木星进行3年的探测，其间要对木星最大的卫星木卫三进行掠飞探测，持续29个月。不过可能是因为新冠疫情的影响，木星冰月探测器的发射推迟到了2023年4月。如此，木星冰月探测器终于能够实施人类历史上首次木卫三的轨道捕获。
木星冰月探测器携带了10台仪器，通过SpaceWire网络连接到1T比特大容量存储器，再把数据传回地球。因此，各种仪器和存储设备的设计，都要满足电磁兼容性和指向精度要求。同时，木星冰月探测器还要携带好几吨推进剂，展开85平方米的太阳能帆板。在前往木星的过程中，由于通信距离遥远、极端温度变化、恶劣的辐射环境、木星位置的太阳光照微弱，对系统设计要求很苛刻。另外，木星轨道捕获、木卫三轨道捕获和木卫三轨道圆化等轨道机动，对时间节点的把握非常关键。这都对任务提出了严峻的挑战。木星冰月探测器的轨道，是欧洲空间操作中心任务分析团队设计的，与欧洲航天局项目组、空中客车公司团队一起做了优化。设计的主要指标是：最大限度地提高发射时的干质量，将总质量保持在运载火箭的能力范围内，并最小化转移持续时间；同时要兼顾其他任务限制，如总辐射剂量、最小太阳距离和最大日食持续时间。
按照原计划，2022年6月发射是最优方案。木星冰月探测器发射后，将进入直接逃逸轨道，脱离地球引力场。大约1年后，它将执行第一次重力变轨，从地球上方12700千米的高度飞过，前往金星。然后将在金星上方9500千米的位置上进行第二次重力辅助变轨。随后木星冰月探测器将再次飞回地球，进行第三次重力辅助变轨，预计高度为1900千米；之后前往火星变轨，可能接近到1100千米。再返回地球变轨，距离大概3900千米。经过这么一番调整之后，木星冰月探测器就不再回头，直奔木星而去了。
发射大约7年零4个月后，木星冰月探测器将到达木星附近。这时必须执行关键任务轨迹机动，即木星轨道捕获，以实现围绕木星的高度椭圆轨道。在木星轨道捕获前几个小时，要飞越木卫三，距离可能接近400千米。飞越和木星轨道捕获都旨在降低航天器的速度，以实现目标轨道。在木星轨道捕获后6个月，需要在轨道的远木点附近执行近木点提升机动。
轨道设计在很大程度上决定了木星冰月探测器的设计。比如说，它与太阳的距离在0.64天文单位（最接近太阳时）到5.5天文单位不等，导致温度变化范围很大。它到地球的距离决定了必须实施周期为1小时20分钟的自转；木星远离太阳，导致电力资源有限；木星被恶劣的辐射环境包围，在组件和材料选择时需要特别小心。木星轨道捕获航天器自主性设计是关键驱动因素之一，这引出了全新的故障操作概念——在任务的关键阶段，即使严重故障影响某些必需的航天器功能，也可以实施机动。而在其他情况（非任务关键阶段）下，这种严重故障只会导致进入安全模式，中断任务并等待地面干预。
上面提到的最优选项，如今已无法实现。根据当时的计算，若推迟到2023年发射，前往木星的转移轨道将持续10年而非7年。但欧洲航天局后续进行了轨道优化，按照现在的官方说法，探测器将在2031年7月与木星系统交会。在木星之旅期间，木星冰月探测器将访问木星的3颗卫星（木卫二、木卫三、木卫四），在低至20千米的高度进行400多次飞越。受辐射环境限制，木星冰月探测器仅能在木卫二上空执行两次飞越。在近木点，可以对木星进行详细观测。通过一系列对木卫四的飞掠，可对绕木星飞行的轨道倾角先增后减，更好地观测木星两极。
在对3颗卫星进行大约3年的巡视后，木星冰月探测器将执行另一项关键任务——进入环绕木卫三的椭圆轨道。先形成高度为5000千米的圆轨道，再变为椭圆轨道（近点可降低到500千米），最后形成极轨道。轨道平面与太阳方向的夹角缓慢演变，为木卫三观测提供了各种照明条件。在任务结束时，木星冰月探测器将会撞向木卫三表面。
携带仪器
木星冰月探测器携带了大量仪器，欧洲航天局自称“这是有史以来飞往外太阳系的最强大遥感和地球物理学有效载荷”，具体包括10台专用科学仪器，以及一台辐射监测仪、一台行星射电干涉仪及克里斯蒂安·多普勒实验仪器。
木星和伽利略卫星的重力和地球物理学套件（3GM）
这是一个无线电套件，包括Ka频段转发器、超稳定振荡器和高精度加速度计。它们将研究木卫三的重力场、冰卫星上内部海洋的范围，以及木星及其卫星的中性大气和电离层的结构。无线电科学软件包包括Ka转发器和超稳定振荡器。
木卫三激光高度计（GALA）
木卫三激光高度计（GALA），将研究木卫三的潮汐变形和冰卫星表面的地形。
光学相机系统（JANUS）
光学相机系统（JANUS），研究木星卫星的全球、区域和本地特征和过程，并绘制木星云层的地图。JANUS有13个滤镜，视场角为1.3度。它在木卫三上的分辨率可达2.4米，在木星上的分辨率约为10千米。需要注意的是，它的名字不是什么缩写，而是罗马人的门神。
磁力计（J-MAG）
磁力计（J-MAG），它配备了传感器来表征木星磁场及其与木卫三磁场的相互作用，并研究冰卫星的地下海洋。它的传感器分别布置在航天器内外。
卫星和木星成像光谱仪（MAJIS）
卫星和木星成像光谱仪（MAJIS），它是一种超光谱成像光谱仪，用于观测木星上的对流层云特征和次要物体，并用于表征结冰卫星表面的冰和矿物。它将覆盖0.4微米～5.7微米的可见光和红外波长，光谱分辨率为3纳米～7纳米。木卫三的空间分辨率将高达25米，木星的空间分辨率约为100千米。
粒子环境实验套件（PEP）
粒子环境实验套件（PEP），它包括一组传感器，用于表征木星系统和冰卫星的等离子体环境。将测量能量范围从小于0.001eV到大于1MeV的正阴离子、电子、外层中性气体、热等离子体和高能中性原子的密度和通量，并具有全角度覆盖。卫星外逸层的组成将以超过1000的分辨率进行测量。
冰卫星探测雷达（RIME）
冰卫星探测雷达（RIME），它的电磁波可以穿透冰层，用于研究冰下结构，探测深度可以达到9千米。前段时间发生险情的就是它。
无线电和等离子体波调查仪（RPWI）
无线电和等离子体波调查仪（RPWI），将使用一套传感器和探测器来表征木星及其冰卫星的无线电发射和等离子体环境。它将开展四类实验，采用两个欧文·朗缪尔探针，用于测量频率高达1.6兆赫的直流电场向量，并表征热等离子体和中高频接收器，以及用于测量频率范围为80千赫～45兆赫电磁波中电场和磁场的天线。
亚毫米探测仪（SWI）
亚毫米探测仪（SWI），将研究木星大气层的温度结构、成分和动力学，以及冰卫星的外逸层和表面。它是一种使用30厘米天线的外差光谱仪，工作在1080吉赫～1275吉赫和530吉赫～601吉赫两个光谱范围内。
紫外成像光谱仪（UVS）
紫外成像光谱仪（UVS），用于表征冰卫星外逸层的组成和动力学，研究木星极光，并研究行星高层大气的组成和结构。该仪器将进行近点观测，以及太阳和恒星掩星探测。紫外成像光谱仪将覆盖55纳米～210纳米的波长范围，光谱分辨率<0.6纳米。木卫三的空间分辨率将达到0.5千米，木星的空间分辨率最高可达250千米。
辐射监测器（RADEM）
辐射监测器（RADEM），可以跟踪木星冰月探测器经受的辐射剂量，同时也用于科学目的。
行星射电干涉仪和多普勒实验（PRIDE）
行星射电干涉仪和多普勒实验（PRIDE），将使用木星冰月探测器的标准遥测系统和甚长基线干涉测量法对航天器位置和速度进行精确测量，以研究木星和冰卫星的重力场。
引力助推
由于木星冰月探测器的主要目标是近距离探查3颗冰卫星，在任务前期环绕木星阶段，探测器需要通过不断进行变轨来多次飞掠卫星，这就导致必须用大量燃料对探测器进行推进和制动。
木星冰月探测器重达约6吨，其中约3吨都是燃料，而搭载的10台最先进的科学仪器总重量只有约100千克。也正是因为大量燃料必须用于供给进入木星轨道之后的复杂变轨，探测器需要以牺牲地球至木星的时效性为代价——飞船无法携带足够多的燃料进行快速的行星际航行。结果采取的妥协方案是：长途跋涉没有干粮，那就一路靠天吃饭——借助太阳系天体的引力进行助推。因此，在长达8年的行星际航行中，探测器将于2024年8月重返地球附近，并进行地—月系统引力助推，然后于2025年8月进行金星引力助推，最后将于2026年9月和2029年1月两次重返地球，分别进行两次地球引力助推。也就是说，探测器将花费近6年的时间与地球和金星一起绕着太阳原地转圈圈，耐心地借助地球和金星的引力逐步加速。在2029年的最后一次地球引力助推中，探测器将最终获得足够高的速度，然后用两年时间快速飞抵木星。
长途跋涉到木星只为找到水.长途跋涉到木星只为找到水.2025-09-11
发射成功！欧洲探测器飞向木星.光明网.2025-09-12
为避免雷击，欧空局将木星卫星探测器发射时间推迟24小时.今日头条.2023-04-14
将探索木星卫星上存在生命的可能性.央视网.2025-09-11
2031 年 7 月抵达木星，欧空局 JUICE 搭乘 Ariane 5 火箭成功发射.IT之家.2025-09-11