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希臘神話中,歐羅巴是腓尼基的公主,美豔動人,豔壓群芳,深得眾神之王宙斯的寵愛。在我們身處的龐大太陽系中,也有一個天體因為存在海洋,而成為科學家心中搜尋地外生命的“最愛”,這個天體就是木衛二,也被稱為“歐羅巴”(Europa)。

美國國家航空航天局(NASA)的科學家稱,如果有生命正在木衛二上黑暗、寒冷的海洋中暢遊,那麼該機構即將發射升空的“歐羅巴快帆”(Europa Clipper)探測器或許能將其逮個正著。

“庇護”外星生命的最佳選擇之一

木衛二在1610年被伽利略發現,是木星的第四大衛星,在伽利略發現的衛星中離木星第二近。它是一個溫和的世界,表面被冰層覆蓋,底層是一片海洋。

1995年—2003年,NASA的“伽利略”號探測器一直在圍繞木星的軌道飛行,對木衛二進行了有史以來最詳細的探測。現在,科學家已經知道,木衛二表面被一個厚厚的冰殼覆蓋,其厚度可能超過20公里;而巨大的冰殼之下,很可能存在一個全球性海洋,其深度可能高達80公里,這比地球上已知海洋的最深處馬裡亞納海溝(最深處約11公里)還要深。

木衛二寬約3000公里,比月球小,但科學家們認為,其液態水的儲量是地球表面的兩倍。

此外,科學家們認為,木衛二的海洋會與這顆衛星的岩心“親密接觸”,因此,有可能引發各種有趣而複雜的化學反應。如此一來,木衛二被廣泛認為是太陽系內“庇護”外星生命的最佳選擇之一。其他地方還包括土星的衛星——土衛二和土衛六。土衛六表面上烴類海洋;且其地下可能也有液態水海洋。

主要研究木衛二的宜居性

為進一步揭示籠罩在木衛二頭上的“神秘面紗”,揭開人類在茫茫宇宙中是否是一個孤獨的存在這個千古謎題,NASA決定朝木衛二派遣“歐羅巴快帆”探測器。

NASA噴氣推進實驗室“歐羅巴快帆”專案科學家羅伯特·帕帕拉多在近日於華盛頓特區舉行的第70屆國際航天大會上說:“我們的地球是一個宜居星球,我們希望瞭解木衛二也是一個宜居星球嗎?”

帕帕拉多補充說:“我們的主要目的不是搜尋生命,但如果木衛二內部恰巧富含有機微生物,我們或許可以藉助質譜儀發現生命的蛛絲馬跡。”

據悉,“歐羅巴快帆”由太陽能供電,總成本約40億美元,將圍繞木衛二執行至少3.5年,飛船搭載的9款儀器將會對木衛二表面和地表以下可能存在的海洋進行探測,以期瞭解其深度和成分。

這些儀器包括一個磁力計和一個雷達裝置,科學家可藉助它們詳細描述木衛二的海洋和冰殼的情況。此外,還有一款功能強大的相機,其將以0.5米/畫素的解析度拍攝照片,比“伽利略”號探測器拍攝的木衛二迄今最佳照片要清晰10倍。而質譜儀會確定樣品中離子(帶電的原子和分子)的質量,幫助科學家識別是什麼離子。

探測器將在數十次飛掠木衛二的過程中收集這些樣本。研究小組希望這些樣品來自木衛二稀疏的大氣;來自這顆冰冷衛星表面飄出的水蒸氣和其他物質的羽流。科學家已多次發現這種羽流的證據,但它們的存在尚未得到證實。

帕帕拉多說:“在任務執行初期,我們將搜尋羽流並試圖理解它們是否真的存在,釐清它們在哪裡?它們是偶然出現的還是一直很活躍?”

他補充說:“也許航天器會偶然穿越羽流,或者,我們能略微調整航天器的軌道以使其穿越羽流。如果我們做到這一點,那麼,質譜儀和灰塵檢測儀將能對這些羽流進行詳細取樣,以尋找有機材料並瞭解木衛二內部的詳細化學結構。”

當然,帕帕拉多也強調,如果木衛二上的羽流確實存在,它可能與從土衛二南極地區飄出的、已獲證實的羽流大相徑庭。土衛二的羽流由強大的間歇泉產生,這些間歇泉不斷將來自土星衛星地下海洋的物質拋射到太空中。而木衛二的物質可能來自其海洋;也可能來自這顆衛星冰殼內的液態水湖。

他強調,羽流取樣成功與否並不決定“歐羅巴快帆”任務的成敗,“這是一種獎勵,而不是任務所必需的,但我希望它會發生。”

有望藉助商業火箭發射升空

“歐羅巴快帆”拍攝的照片除了可以揭露木衛二的一些特徵外,也將為科學家進一步探索木衛二鋪平道路。

美國國會已指示NASA開發一款在木衛二上尋找生命的著陸器。NASA官員表示,“歐羅巴快帆”提供的資料將幫助研究人員確定著陸器著陸的最佳位置。不過,該著陸器目前還只是一個概念,尚未正式列入NASA的備案表內。

NASA一直打算讓“歐羅巴快帆”在2023年發射。國會也已通知該機構使用強大的太空發射系統(SLS)巨型火箭來完成發射任務,這將使探測器可以直接飛往木星並在飛行2.4年後到達那裡。

但SLS仍在開發中,且經歷了多次延遲,成本也不斷上漲。此外,NASA計劃將最先研製出的SLS用於其“阿爾忒彌斯”(Artemis)月球探測計劃。因此,NASA監察長辦公室(OIG)最近總結說,供“歐羅巴快帆”使用的SLS火箭至少要等到2025年才能準備就緒。

因此,OIG建議,國會應該允許NASA使用商業公司研製的火箭來完成發射任務,這些火箭包括美國太空探索技術公司(SpaceX)的“獵鷹重型”運載火箭或聯合發射聯盟的“大力神5號重型”運載火箭。這些火箭的功能不如SLS的那麼強大,因此,如果“歐羅巴快帆”藉助這些商業火箭升空,那麼,將藉助“引力輔助”技術,總飛行時間預計需要6年。

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