天问四号有效载荷研制方案征集启动 瞄准木星与木卫四探测

方案征集启动 竞争择优遴选承担单位

我国天问四号任务的主要目标为实现木星环绕、木卫四环绕和着陆探测，深化木星系科学研究。围绕这一目标，探月与航天工程中心发布通知，正式开展天问四号任务有效载荷研制方案征集工作，将通过竞争择优方式遴选有效载荷设计方案与承担单位。

这意味着，面向木星系探测的科学载荷研制已进入方案竞争阶段，相关科研单位与工程团队将围绕具体探测需求提出设计思路。

轨道器载荷：10项工程研制任务覆盖多波段观测

根据申报指南，天问四号轨道器有效载荷包括软X射线谱仪、远紫外成像仪、木星磁层粒子探测仪等10项工程研制任务。各载荷承担的科学目标各有侧重：

• 软X射线谱仪：要能支撑完成研究木星多能段极光特性及其受太阳风和木卫一控制的过程等探测任务；
• 远紫外成像仪：要能够获取木星极光、木卫一等离子体环的远紫外图像并开展相关研究；
• 激光测高仪：需要具备对木卫四等冰卫星的探测能力。

从观测对象看，这批载荷兼顾木星极光、等离子体环境与冰卫星表面地形，体现出环绕探测阶段对木星系多圈层耦合过程的关注。

着陆器载荷：聚焦木卫四表面成分与磁场

天问四号着陆器有效载荷包括表面成分分析仪、表面磁场探测仪，将支撑完成木卫四着陆区表面拉曼光谱探测、获取表面物质成分类型、表面磁场就位探测等任务。

木卫四是木星四颗伽利略卫星中轨道最外侧的一颗，也是太阳系第三大卫星。它个头接近水星，密度较低，整体由大致各占一半的冰与岩石构成。其表面布满撞击坑，几乎缺乏显著的构造形变与火山活动，被认为较为完整地保存了外太阳系早期的撞击与表面演化历史。电磁观测结果还暗示，其厚冰壳之下可能存在一层咸水地下海洋，因此木卫四被视为研究冰卫星内部热演化、探讨外太阳系潜在宜居环境的关键目标之一。着陆器载荷的就位探测，正是为这类科学问题提供一手数据。

任务背景：从“甘德”号到飞行序列

天问四号是中国行星探测工程中首个木星系及行星际飞越探测任务。据公开资料，该探测器命名为“甘德”号，取名自中国战国时代的天文学家甘德，其著有《岁星经》《天文星占》，被认为可能是历史上最早用肉眼观测到木星卫星的人。据唐代瞿昙悉达编著的《开元占经》记载，甘德在公元前4世纪就用肉眼观测到木星卫星，比伽利略利用望远镜发现木星卫星早了近两千年。

延伸阅读

根据公开的轨迹设计，天问四号可能采用金星、地球多次借力的飞行序列：2030年4月飞掠金星，2031年2月和2033年5月两次飞掠地球，最终抵达木星；在木星轨道后，探测器分为木星环绕器与木卫四环绕器两部分，木卫四环绕器将通过多次木卫四借力和深空机动进入约500千米高度的环绕轨道。中国航天科技集团曾介绍，天问四号任务计划于2030年前后启程探测木星及其卫星，目前方案论证与关键技术攻关正扎实推进。

在“天问”系列中，天问一号已一步实现火星“绕、着、巡”；天问二号已完成对小行星2016HO3的交会并正在伴飞探测；天问三号瞄准人类首次火星取样返回，计划于2028年前后发射，目前任务已进入初样研制阶段。天问三号将“探寻火星潜在生命痕迹”作为首要科学目标，已初步遴选8个候选着陆区，计划开展最深约2米的钻取采样，并建设全球首个“行星保护实验室”。随着天问四号有效载荷方案征集展开，我国深空探测的任务链条正从火星、小行星进一步延伸至木星系。