2026年10月13日
- 歐洲太空總署的木星冰衛星探測器（JUICE）於2026年9月28日飛掠地球，進行第二次重力輔助機動。這次飛掠旨在調整其軌道，同時也是對其儀器在2031年開始部署到木星系統之前的一次演練。
- 德國航空航天中心 (DLR) 深度參與的 JANUS 相機在幾天內拍攝了 740 張地球和月球的照片，使科學團隊能夠進行重要的功能測試等等。
- GALA雷射高度計是德國航空航天中心 (DLR) 操作的另一台儀器，也搭載在 JUICE 衛星上，它收集了用於校準的寶貴數據。
- 主要研究領域：太空旅行、探索
歐洲太空總署（ESA）的木星冰衛星探測器（JUICE）於2026年9月28日飛掠地球，完成了前往木星系統的另一個重要步驟。在歐洲中部夏令時間下午1點45分，偵測器最接近地球，在印度洋上空距離地球僅8,640公里。這次引力輔助機動進一步調整了JUICE的軌道，使其更接近木星；最後一次飛掠地球計畫於2029年1月進行。在飛掠期間，探測器上的科學儀器處於工作狀態，包括雷射高度計GALA和JANUS相機，其中德國航空航天中心（DLR）為JANUS相機做出了重要的科學和技術貢獻。 JANUS相機之後將研究木星的衛星木衛三（蓋尼米德）、木衛四（卡利斯托）和木衛二（歐羅巴）的表面，揭示其地質結構，並幫助我們了解這些冰冷世界的演化過程。此外，該相機還計劃探索木星最上層的雲層、木星的細環以及一些形狀不規則的小衛星。
JANUS 以地球和月球為測試目標
在前往木星系統的漫長旅程中，JANUS團隊透過對已知天體的觀測，不斷獲得機會，從而進一步了解相機在真實環境下的性能，並為JUICE抵達木星系統後計劃的觀測做好準備。預計JANUS在木衛三（蓋尼米德）的最近軌道上可實現每像素2.4米的分辨率，在木星附近則可達到每像素約10公里的分辨率。在飛越地月系統期間，相機從不同距離和不同空間解析度拍攝了740張影像。
這項為期數天的觀測計畫始於JUICE探測器處於地球陰影期間。 JANUS探測器利用長時間曝光對準地球的暗面，捕捉了極其微弱的光線。隨後，相機轉向了陽光照射的月球表面。透過聚焦月球明亮的邊緣，研究團隊探究了（不必要的）雜散光是如何進入影像的。這種理解對於區分影像中這些雜散光的影響與相關的表面特徵至關重要。
從很近到很遠
在最接近地球期間，JUICE探測器JANUS拍攝了一段約20分鐘的影像序列。相機從地球可見圓面的一端觀測到另一端。這使得研究團隊能夠測試JANUS如何繪製整個地球圓面的表面和大氣層圖。
在飛掠地球期間，JANUS探測器還拍攝了西印度洋、馬達加斯加和中非上空的一系列影像。相機記錄了一條寬約250至300公里的條帶，從馬達加斯加東部延伸至莫三比克、馬拉威、尚比亞、剛果民主共和國和安哥拉，直至幾內亞灣。沿著飛行路徑，像素尺寸有所變化：在馬達加斯加上空約150米，隨著探測器與地球距離的增加，在大西洋上空增大至約375米。
隨著JUICE遠離地球，觀測工作仍在持續。在距離地球最近點約三個半小時、一天和兩天后，分別安排了三次月球觀測。在這些觀測過程中，JANUS影像中月球的視直徑從約470像素縮小到160像素，最終縮小到100像素。這個序列有助於團隊評估JANUS如何呈現不同視大小的目標——這種情況在未來接近木星及其衛星時也會發生。在距離地球最近點近四天后，安排了最後一次對地球的觀測。此時，地球在影像寬度上大約佔據240像素。
除了地球之外，JANUS 還多次將觀測重點放在當時幾乎完全被照亮的月球上。這些影像顯示了月球上暗淡的月海，包括雨海、風暴海、澄海和靜海，以及明亮的射線狀環形山，例如第谷環形山和哥白尼環形山。阿里斯塔克斯環形山尤其引人注目，它是月球可見面上最亮的點。這張高解析度的綠色濾鏡影像拍攝於 2026 年 9 月 28 日下午 5 點 20 分（歐洲中部夏令時間），拍攝距離約 497,000 公里，解析度為每像素 7.6 公里。
所獲數據的潛在應用
JANUS 數據也可用於比較科學分析。一個可能的應用是研究地球上的植被。這款相機的多光譜特性使其能夠研究植被格局和葉綠素敏感產品。為此，可以評估可見光、窄帶紅光和近紅外線濾光片範圍。 JANUS 資料也可以與地球觀測任務的資料進行比較－例如，與 PRISMA（Precursor IperSpectrale della Missione Applicativa，應用任務超光譜前體）進行比較。 PRISMA 是一個地球觀測系統，配備了光電儀器，將高光譜感測器與中等解析度全彩（全色）相機相結合；或與 EnMAP（Environmental Mapping and Analysis Department，環境測繪與分析部門）進行比較。 EnMAP 是德國自主研發建造的第一顆高光譜衛星。這項環境任務由德國航空航天中心 (DLR) 代表德國政府運作。該衛星能夠解答目前在環境和近自然生態系統、農業和林業、土地利用、水資源管理和水質以及礦物學和地質學等領域的問題。
GALA雷射高度計－為未來冰下景像做好準備
由德國航空航天中心（DLR）主導研發的木衛三雷射高度計（GALA）利用雷射脈衝來測量固體表面的距離。在木星上，它將主要測量木衛三（蓋尼米德）的地形，並記錄潮汐力對其冰層表面造成的變化。這將使研究人員能夠推斷冰殼
通常情況下，利用雷射脈衝進行主動測量可以從軌道上進行，也可以在近距離飛掠行星天體時進行。然而，GALA 的高靈敏度偵測器還可以被動測量更遠目標的反射率。這使得在飛掠地球期間能夠測量月球和地球。此方法利用了 GALA 接收器雜訊水準相對於入射光子密度增加的效應。在飛掠前不久觀測月球時，此效果尤其顯著。
測量開始時，GALA偵測器正對著月球的暗面，其噪音水準標稱值為1.1毫伏特。然而，一旦月球的亮面進入視野，光子密度便隨之增加，噪音水平也隨之上升，在月球邊緣達到最大值2.7毫伏。甚至可以分辨出表面反射率的差異——例如，暗淡的酒海和明亮的高地。測量是在約12.4萬公里的距離上進行的，頻率超過每秒20次。每次測量覆蓋了一個直徑56公里的圓形區域，觀測中心距離月球表面僅508公尺。
除了校準偵測器的靈敏度外，該測量還用於精確確定GALA接收器的方位。雖然發射前已對其進行了精確測量，但火箭發射過程中儀器受到的振動導致了偏差。為了確定GALA在飛行中的方位，需要記錄月球進入和離開GALA視野的時間。 GALA的精確觀測方向是透過比較噪音水平上升和下降的時間與基於月球和Juice衛星已知位置計算的時間得出的。
GALA探測器也關注地球。在飛掠地球期間，GALA探測器在最接近地球時，能夠偵測到反射率的差異，這主要是由於雲層結構造成的。 2026年10月2日，飛掠地球幾天后，GALA探測器的發射器被開啟，以開展激光測距活動：GALA向地球發射激光脈衝，位於巴伐利亞森林的韋特澤爾大地測量天文台的激光望遠鏡試圖探測GALA的微弱信號。 GALA探測器在365萬公里的距離上，以每秒30次的頻率照射365平方公里的區域。儘管預期的訊號強度足以被地球探測到，但由於觀測時間在清晨且天氣狀況不佳，活動受到了阻礙。與月球的被動觀測類似，這次雷射測距活動的目的是確定GALA儀器的姿態。地球上接收到的數據將與韋特澤爾大地測量天文台合作進行詳細評估。
JUICE，一項由歐洲太空總署發起、德國深度參與的任務
JUICE是歐洲太空總署（ESA）迄今規模最大、最全面的太陽系行星探測任務。除了ESA外，美國國家航空暨太空總署（NASA）和日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）也參與這項任務。 ESA負責衛星平台的融資、使用阿麗亞娜5 ECA火箭發射以及探測器的運作。
JUICE探測器於2023年4月14日從法屬圭亞那庫魯的歐洲太空發射場發射升空。繼2024年8月首次飛掠地月、2025年8月飛掠金星之後，它已完成第二次飛掠地球。最後一次飛掠地球計畫於2029年1月進行，之後JUICE將於2031年抵達木星系統。在總共飛掠木衛三（蓋尼米德）、木衛二（歐羅巴）和木衛四（卡利斯托）35次之後，該探測器預計將於2034年底進入木衛三軌道。這將是太空探索史上太空船首次繞著另一顆行星的衛星運行。
JUICE科學載重的資金主要由各國航太機構以及參與的科研機構和設施提供。除了JANUS、SWI和GALA實驗之外，德國航空航天中心（DLR）還透過國家航天計劃資助其他德國科學項目，包括粒子環境探測包、木星磁力計（J-MAG）、冰衛星探測雷達（RIME）以及用於探測木星大氣層的3GM儀器。
[照片]
(A) JUICE衛星監控攝影機JMC1拍攝的地球影像
這張照片由木星冰衛星探測器（JUICE）的監測相機1（JMC1）於2026年9月28日下午1點56分（歐洲中部夏令時間）飛掠地球時拍攝，當時木星探測器正遠離其距離地球最近的點。這次成功的飛掠改變了JUICE的軌道，使其能夠按計畫在2029年再次飛掠地球。照片顯示了非洲大陸的大部分地區，馬達加斯加島位於右側。月球在照片右上角顯示為一個小小的灰色點。 JUICE監測相機的設計目的是監測偵測器的各種伸縮臂和天線；它們並非用於科學實驗或拍攝月球和地球的影像。一旦JUICE在2031年抵達木星系統，其搭載的JANUS科學相機將在飛掠地球、月球、金星以及木星及其冰衛星時提供高解析度影像。
(B) 毛里求斯島影像序列節選
這張影像由一系列紅、綠、藍三色影像組成，解析度約為每像素150公尺。島嶼大部分被雲層遮蔽，但可以看到北部平原和東海岸的碧綠潟湖。
(C) 接近滿月：JANUS 探測器拍攝的月球面向地球的一面
這些由 JANUS 相機拍攝的影像展示了月球的暗區（月海）：雨海、風暴洋、澄海、靜海，以及明亮的射線狀環形山第谷和哥白尼。阿里斯塔克斯是月球上最亮的點。這張細節豐富的影像源自於 2026 年 9 月 28 日拍攝的綠色濾鏡影像，拍攝距離約 497,000 公里，解析度為每像素 7.6 公里。色彩還原基於第二天拍攝的紅色、綠色和藍色影像，拍攝距離約 137 萬公里。清晰的綠色影像提供了亮度和細節。來自第二組更遠距離影像的色彩資訊被疊加（全色銳化）。月球上的顏色變化非常細微，因此進行了誇張處理：實際的月球呈現灰褐色。這張影像中的色彩差異大致與JANUS相機所能測量的範圍相符。因此，這些顏色僅用於說明目的，並不代表其化學成分。最顯著的特徵是，最亮的年輕環形山及其輻射紋（第谷環形山、阿里斯塔克斯環形山）呈現藍色色調。月球盤面的邊緣部分，由於彩色影像是以掠射角拍攝的，因此這些區域的可靠性最低。月球看起來傾斜，是因為影像是按照相機拍攝時的視角呈現的，而不是以北方朝上。在右側的影像中，紅點標記了月球的兩極。
(D) JANUS影像條帶節選
這是影像條帶的節選，展現了馬達加斯加島的全貌；在晴朗天氣下，積雲籠罩著陸地和西側的河谷。兩側明亮的淺棕色海面是陽光反射的產物。
(E) GALA接收機雜訊測量結果的表示
GALA雷射高度計測量接收器噪聲，噪聲由反射光子通量決定。月球表面測量分佈顯示在月球地圖的投影上。地圖是根據月球勘測軌道飛行器（LROC）廣角相機（WAC）的數據。