探索宇宙的終極疆界需要在相互衝突的工程需求之間找到微妙的平衡。為了探索從海溝到太陽灼熱大氣層等環境惡劣之地的奧秘，科學儀器必須堅固耐用且極其靈敏——它們必須能夠經受住惡劣環境的考驗，同時又必須保持足夠的靈敏度以完成其工作。如何在保護性能和人為設定的脆弱性之間取得平衡是一項巨大的挑戰。今天早上發射的NASA太空船標誌著在實現這一平衡方面邁出了新的一步。
看看探測器是如何製造的。
朱諾號探測器將研究木星強大的輻射帶，它堪稱有史以來建造的最堅固的太空船之一，配備了堅固的外殼，能夠保護其核心部件和數據中心免受致命輻射風暴的侵襲。同時，它也是最先進的太空船之一，其搭載的儀器能夠以前所未有的精度測量木星雲下大氣層。
朱諾號的主要探測任務必須在太陽系中最惡劣的環境之一中進行，太陽系週邊區域除外。它將成為未來在宇宙最危險區域執行任務的寶貴試驗場，並將解答關於木星以及其他行星如何形成的重要問題。
工程師設計了一個鈦合金輻射防護罩來保護太空船的控制系統，但對於大多數感測器而言，防護能力有限。這些感測器必須採用特殊材料製造，才能承受高輻射水平並耗散電荷。朱諾號的微波輻射計是其最重要的儀器之一，也是決定太空船整體尺寸的天線。它與接收器是分離的，需要使用長長的射頻線路來傳輸資料。朱諾號首席研究員、西南研究院太空科學部主任史考特‧博爾頓表示，這種分離設計與典型的太空船設計有所不同。
「感測器暴露在外，非常脆弱。雖然它們做了局部屏蔽，可以承受輻射，但儀器背後的控制中心都透過臍帶連接到這個保險庫裡，」他說。 “我們需要非常特殊的屏蔽電纜，而且必須提前鋪設好，才能將感測器一直連接到控制中心。”
在室外，電纜暴露在華氏零下220度的低溫下；在金庫內，溫度將保持在華氏32度到104華氏度之間。
保險庫將確保朱諾號的接收器和電子設備接收到的總電離劑量小於 6 千拉德，甚至比一些地球軌道儀器還要低。
所有這一切都將在極低的電力供應下進行。朱諾號是第一個利用太陽能探測外行星的探測器，這意味著它必須依靠其巨大的太陽能電池陣列（每個陣列長29英尺，寬9英尺，相當於一輛半掛車的大小）產生的微薄電力維持運作。當朱諾號在軌道上運行時，這套始終面向太陽的Y形系統將提供約450瓦的電力。
距離太陽 4 億英里時，陽光會比較弱，但博爾頓表示，工程師認為，設計新型的、最先進的太陽能電池陣列比建造新的核電廠更有效率。
為什麼是木星？
所有這些精心設計都將幫助朱諾號以前所未有的方式窺視木星的雲層之下——因此得名朱諾，取自羅馬神靈的妻子（和妹妹）朱諾，她能夠窺視木星為自己畫上的雲層之下。
2016年抵達木星後，朱諾號將繞木星兩極運行33圈，從北極接近木星，穿過輻射帶下方，再從南極離開。這條軌道將使朱諾號能夠安全地研究木星的深層大氣、重力場、磁場和極地磁層。
朱諾號的主要目標之一是尋找氧氣，儘管科學家一直很難找到它，但氧氣在火星上應該非常豐富。博爾頓表示，氧氣很可能存在於火星條紋狀雲層之下，並與水結合在一起。朱諾號的微波輻射計將研究火星上的水含量，這將有助於我們了解火星是如何從形成太陽和太陽係其他天體的塵埃雲中凝聚而成的。
正如朱諾號科學團隊所說，我們星球的歷史就蘊藏在木星之中。太陽系內的所有天體，包括其他氣態巨行星、所有小行星、彗星、衛星和星子，都能裝進這顆第五大行星裡，甚至更多。博爾頓表示，與地球和其他岩質行星不同，木星自誕生以來就未曾改變，因此它就像一個時間膠囊，保存著太陽係其他天體的全貌。
博爾頓說：“我們知道木星一定非常重要，因為它是除太陽之外最大的天體。它一定形成得很早，甚至可能是最早形成的，而且它一定決定了其他一切的形成條件並奠定了其基礎。”
自從伽利略在1610年首次觀測到木星的衛星以來，木星就一直吸引著天文學家的目光。如今，科學家們對木星已有了相當多的了解——部分得益於先驅者號、旅行者號和卡西尼號探測器的飛掠探測，以及以伽利略先生命名的朱諾號探測器的長期駐留——但仍有許多問題懸而未決。伽利略號探測器於1995年至2003年間造訪木星系統，它深入木星大氣層探測水的含量，結果發現的水量遠低於科學家的預期。許多研究人員現在認為，伽利略號探測的是一個特別乾燥的淺層區域；朱諾號的設計目標是透過深入木星大氣層約375英里（約600公里）來尋找水。
博爾頓表示，其他測量將確定木星中心是否擁有重元素內核，還是完全由氣體組成。如果木星擁有岩石內核，則表示它是在太陽周圍的岩石凝固之後形成的；如果木星完全由氣體構成，則可能意味著它是在太陽形成後不久形成的。科學家也將透過研究木星內部深處旋轉的金屬氫，來了解木星強大的磁場（所有行星中最強）的成因。
當朱諾號抵達木星時，它將以每小時13.4萬英里的速度在太空中疾馳，成為有史以來最快的太空船之一。博爾頓表示，朱諾號的翻滾運動使其在如此高速下更容易控制。繞木星飛行33圈後，朱諾號將墜入木星大氣層，進行測量，直到像流星一樣在濃密翻騰的雲層中燃燒殆盡。
「我們不能透過審視自身來了解我們最早的歷史，」博爾頓說。 “我們正在嘗試發現行星的構成要素。方法就是先列出構成要素清單，而木星對我們來說就代表著這些要素。”
