2011年8月5日，美国宇航局的“朱诺”号探测器开启了为期五年的旅程，前往太阳系最大的巨行星——木星。木星已知有95颗卫星，其中最大的四颗卫星——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——被称为伽利略卫星。经过五年、17.4亿英里的旅程，朱诺号于2016年7月4日抵达木星，并进入了一条为期53天的极地轨道，该轨道从木星云层顶部延伸至木星磁层外围。
在主要任务绕木星飞行的35圈中，朱诺号收集了超过3TB的科学数据，并提供了令人叹为观止的木星及其卫星图像。朱诺号的诸多发现改变了我们对木星大气和内部的认知，揭示了远远超出水云范围的大气天气层以及拥有稀薄重元素核心的深层内部。在主要任务接近尾声时，随着航天器变轨，对木卫三的飞掠开启了朱诺号向木星系统探测器的转型。
如今，朱诺号正处于其延长任务阶段，将继续对这颗太阳系最大的行星进行探测，直至2025年9月，或直至其寿命终止。此次延长任务将使朱诺号成为探索整个木星系统（木星及其光环和卫星）的探测器，并计划与木星最令人着迷的两颗卫星——木卫二和木卫一——进行飞掠探测。
朱诺号还将飞越木卫二环和木卫一环。这两个环状带电粒子云环绕着各自的轨道，形状类似甜甜圈。探测器将多次穿越环面，测量这些卫星附近的辐射环境，以便更好地为NASA未来的任务做好准备。此次扩展任务还将在朱诺号广泛的科学研究清单中增加一项关于木星暗环中尘埃的研究。
“木卫一上遍布火山，我们捕捉到了一些火山活动，”朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿在一份声明中说道。“我们还拍摄到了一些很棒的特写镜头，并获得了关于一个200公里长（127英里）的熔岩湖洛基帕特拉（Loki Patera）的其他数据。这些令人惊叹的细节展现了这些奇特的岛屿镶嵌在一个潜在的岩浆湖中央，湖边环绕着滚烫的熔岩。我们的仪器记录到的湖面镜面反射表明，木卫一的部分表面光滑如玻璃，让人联想到地球上火山喷发形成的黑曜石玻璃。”这一观测结果于 4 月 16 日在奥地利维也纳举行的欧洲地球物理联盟大会上宣布。
木星很可能是最早形成的行星，它包含了大部分未被太阳吸收的气体和尘埃。水的丰度对这颗气态巨行星的气象学（包括木星上的气流如何流动）和内部结构也具有重要意义。
1995年，美国宇航局的伽利略号探测器在下降到木星大气层的57分钟内提供了木星水丰度的早期数据集。但这些数据带来的疑问多于答案，表明这颗气态巨行星的大气层出乎意料地热，而且——与计算机模型的预测相反——缺乏水。
“该探测器的科学成果令人惊叹，但其数据与我们估算的木星水丰度模型相差甚远，以至于我们考虑过它采样的地点是否可能存在异常值。但在朱诺号之前，我们无法确认，”博尔顿说道。“现在，根据最近利用微波辐射计数据得出的结果，我们确定木星赤道附近的水丰度与氢相比大约是太阳丰度的三到四倍。这明确表明，伽利略号探测器的进入点是一个异常干燥、类似沙漠的区域。”
研究结果支持了这样的观点：在太阳系形成过程中，水冰物质可能是木星在形成和/或演化过程中重元素富集（比氢和氦更重的化学元素，由木星吸积）的来源。木星的形成过程仍然令人费解，因为朱诺号对这颗气态巨行星核心的观测结果显示，其水丰度非常低——这是一个科学家仍在努力解开的谜团。
朱诺号剩余延长任务期间的数据可能会有所帮助，既可以让科学家比较木星极地附近和赤道地区的水丰度，又可以进一步揭示该行星稀释核心的结构。 朱诺号最近一次飞掠木卫一是在4月9日，当时它距离木卫一表面约10250英里（16500公里）。它将于5月12日进行第61次飞掠木星。