「朱諾號」拜訪「朱庇特」
美國國家航空航天局（NASA）有一個慣例，經常在美國國慶日安排一些高風險的任務。1997年7月4日中午，「探路者號」成功登陸火星，這是人類送往火星的第一部火星車。11年後，同樣是7月4日，彗星探測飛船「深度撞擊號」與「坦普爾1號」彗星撞擊成功，人類第一次與彗星進行了親密接觸，被天文學家描述為「蚊子打飛機」。今年美國太平洋時間7月4日晚上9點之前，木星探測器「朱諾號」發動機持續反向點火35分鐘後，速度降低至每小時1900公里，被木星引力捕獲，進入繞木星運行的極地軌道。
西方天文學把木星叫做朱庇特，名字來源於古羅馬神話中的眾神之王，相對應於古希臘神話的宙斯。探測器的名字「朱諾」也來源於希臘羅馬神話，是朱庇特的妻子。朱庇特喜歡惡作劇，用雲霧把自己隱蔽起來，朱諾是唯一能透過迷霧看到他真身的神。探測器取名「朱諾」也是借其寓意，希望能解開這顆雲遮霧繞的氣態巨行星的秘密。
「朱諾號」探測器於2011年8月5日發射升空，抵達木星之前已經穿越了大半個太陽系。它是第二顆前去拜訪木星的探測器，第一顆木星探測器發射於1989年，名為「伽利略號」，於1995年12月抵達環木星軌道，拍攝到木星表面旋轉風暴的壯麗圖像，2003年主動墜入木星大氣層而結束任務。
「朱諾號」成功入軌後，工作人員起立鼓掌，首席研究員斯科特·博爾頓（Scott Bolton）說：「我們完成了NASA能做到的最困難的事情。」這真是千鈞一髮的時刻。隨著「朱諾號」接近木星，木星的巨大引力將加速飛船的運行，使其達到每小時24萬公里的速度，這也讓「朱諾號」成為了有史以來速度最快的人造飛船之一。當「朱諾號」達到最大速度的每小時26.5萬公里（這一速度能讓它9分鐘內完成繞地球飛行），隨後朱諾號的引擎會著火從而把速度降下來。這時候事情就會變得非常棘手。要想讓速度降下來，發動機需要方向點火35分鐘，消耗近8噸燃料。
關於木星的一切都是極端的。木星是太陽系中最大的行星，擁有太陽系中除了太陽之外最危險的環境。在距離木星較近處，等離子體波與等離子體環中電子的相互作用將電子加速到接近光速，產生強烈的同步輻射，被叫做「輻射帶」。1995年，「伽利略號」到達木星時，儀器被輻射造成了無法挽回的傷害，再加上一個關鍵的天線也出現故障，使得它只完成70%的科學使命，留下了許多關於木星的未解之謎。
對於這樣的挑戰，NASA把所有東西都裝進裝甲坦克里。「朱諾號」是一個巨大的飛船，有一個籃球場大，3個手臂般的太陽能電池板讓它看起來像是電離輻射警告標誌的三葉扇。相比之下，去年夏天飛抵冥王星的「新視野號」，只比鋼琴大一點點。為了減少輻射暴露，「朱諾號」的核心部件，包括中央控制系統和數據處理設備、電源等電子器件都裝在一個鈦合金防輻射屏蔽裝置中，防護層厚度超過1厘米，大小還沒有一個SUV轎車的後備箱大。「朱諾號」在太空旅行期間，已經經歷過相當於一億多次牙科X射線，或者幾十萬倍人類推薦終生輻射劑量的輻射。
土星任務期間，「朱諾號」有37次近距離接觸木星的計劃，當它每次穿過木星的彩色雲帶的漩渦時，都會付出巨大的代價。博爾頓說：「我們並不是自找麻煩，我們是在尋求數據，但是在木星上『朱諾號』想找到數據必須到虎口冒險，隨時都可能惹禍上身。」
博爾頓和他的團隊希望實現第一個精準、詳細、三維的木星磁場調查。木星擁有太陽系各大行星中最強大的磁場，其強度比地球磁場強2萬倍以上，形成了極其壯觀、比整個地球還大的極光。其磁場延伸進入遙遠的空間，如果它發出的光可見，我們在地球的夜空將能看見2倍於滿月大小的木星。
科學家想知道木星磁場是如何產生的。磁場由所謂的「發電機」產生，即行星內部導電流體的對流運動，電感液體圍繞並驅動電流，從而產生磁場。地球的磁場是由地球核心裡的液態金屬流體運動產生的。
沒有人確切知道木星的內部結構是什麼樣的，甚至不知道它是否像太陽系其他行星那樣有一個固態的核心，還是像太陽那樣是氣態的。科學家想了一個辦法解決這個問題：追蹤「朱諾號」和NASA深控網路之間無線電傳輸的細微變化。
NASA的深空網路分布在世界各地三個坐標上，一座射電望遠鏡位於莫哈韋沙漠，一座位於西班牙，還有一座位於澳大利亞堪培拉。這三個射電設施大約120度分開，意味著任何航天器能夠在任何時間與地球在進行通信。此次，莫哈韋沙漠和堪培拉的9個天線會對準同樣的方向：「朱諾號」。
木星的引力作用會導致「朱諾號」的速度發生微小的加速和減速，在射電輻射頻率上留下一些痕迹。「朱諾號」加速會導致頻率上升，減速會導致頻率下降。如果木星有一個固態核心，「朱諾號」會在從兩級到赤道飛行的過程中更快一些，導致頻率升高。
與此同時，飛過木星雲層頂部4800公里的範圍時，「朱諾號」能夠測量濃厚、劇烈的木星大氣中散發的微波輻射，尋找木星上有多少水，以及著名的大紅斑深度多少。科學家的目標是解釋這個星球是如何形成，他們更想知道的是，太陽系行星是如何形成的。木星是太陽系形成的第一顆行星，它消耗了太陽誕生時余留的大部分氦和氫。根據以前的觀測，木星還包括一些元素，比如碳和氮，這是地球生命的基礎。博爾頓說，太陽形成和木星形成之間發生了一些我們不知道的事情，使得木星能夠富集這些重元素。今後的幾年中，科學家將篩選朱諾傳回的數據，解決這個奧秘，並理解早期類地行星形成的過程。
NASA早就意識到，即便是一個崇高的目標，沒有視覺形象也很難吸引公眾。該機構的解決方案是JunoCam，這是一種從以往火星任務中改進的高解析度光學相機。業餘愛好者和發燒友可以在網上投票，在科學家決定進行拍攝的50多個領域之外，挑選他們中意的拍攝點。目前它的討論板里，60歲的Bee希望拍攝更多關於木星大紅斑的照片，而11歲的Hogarth給靠近木星赤道的綠色區域投票，希望一探究竟。
由於飛船每14天環繞木星一次，NASA預計輻射會損壞儀器，任務將在飛船上的計算機變得不靠譜之前結束。在圍繞木星37圈後，2018年2月，朱諾將開動引擎，直接瞄準木星，墜落過程中會依然捕獲數據，並拍攝雲層下的照片。但是因為木星的大氣湍流過於急劇，天線可能會劇烈搖擺，以至於無法將照片傳送回來。
太陽系的神秘巨人總是有辦法保留它的秘密，朱諾能否一一講給我們聽？
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