本世紀30年代末，對於地外海洋科學家來說是一個極佳的啟動目標，NASA應該抓住機會嗎？

木星的衛星木衛二，由NASA的伽利略航天器拍攝，在被冰覆蓋的外殼下藏著巨大的海洋港灣（圖片來源：©NASA/JPL-加利福尼亞學院/SETI學會）

火星上生命的探尋活動開始達到高潮，科學家們已經開始將接下來太陽系的天文生物學的長遠目標投向了火星。

今年夏天，NASA的“火星2020”探測器和由歐洲-俄羅斯航天局共同開發的羅莎琳·富蘭克林(Rosalind Franklin)探測器將會向火星發射。這兩個六輪機器人將會尋找古老火星生命的遺蹟，NASA的探測器還會收集並儲存一些樣本，這些樣本最早可能會在2031年來到地球。

美國航空航天局曾主導一系列漫長的“探水”行動，證實幾十億年前火星是個相對溫暖、潮溼的世界，有江河湖泊，有些研究者認為，甚至有海洋，這些任務緊隨其後。（語速改變）說明這兩架巡航器主要尋找遠古時代的微化石和其他可能存在的生物痕跡。

但太陽系外部依然存在大量液態水，在多種衛星的冰層底下晃盪。

最有趣的兩個是土衛二和木衛二，二者的地下海洋都幾乎與岩石核心相接觸，這讓許多複雜的化學反應能夠發生。許多科學家相信，現在很有可能有許多微小生物正在土衛二和木衛二黑暗寒冷的海水中游動。

科學家們正蓄勢待發，往海洋外走，用盡方法去找尋更多可能存在的生命-理想情況下，通過安排生命捕獲機器人進入其中一個或者兩個地下海洋。

“這是‘探水’行動的巔峰”，Emily Kolnicki 在12月舉行的聖佛朗西斯科美國地球物理協會年度秋季會議上告訴Space。他是美國位於加州帕薩迪納航空航天局噴氣推進實驗室一名星球保護工程師。

飛向木衛二

美國國家航空航天局已在以下檔案中釋出去往木衛二（木衛二）的任務：航天探測器“木衛二快船”計劃於2020年代中期發射。在到達繞木星飛行的軌道後，“木衛二快船”將執行數十次探測飛行，它的任務中就包含了觀測該衛星的海洋和細緻研究衛星冰面。（歐洲航天局的木星冰冷衛星探測任務，或可簡稱為JUICE，也將研究木衛二，以及木衛四、木衛三和木衛三的同類衛星和該行星本身。該軌道飛行器JUICE計劃於2022年發射。）

表面偵測將為未來木衛二著陸器鋪平道路，這是國會已經直接讓NASA去開發了的。這個著陸器（目前只是一個概念而非完整的任務）會在木衛二地表以下4英寸（10釐米）處挖掘並尋找生命跡象。美國航天局官員說，任何在這樣的深度下的生物分子都會被表層冰面覆蓋，以防受到致命性的輻射。（木衛二——木衛二位於木星的輻射帶內，因此月球冰冷的表面受到快速移動的帶電粒子的撞擊。）

大多數此類生物分子的最終來源可能是木衛二上廣闊的海洋，這個海洋的水量大約是地球上所有海洋總和的兩倍。因此，Kolnicki和其他志趣相投的研究人員都希望將一個生命探測機器人放到那個陌生的環境中——也許它在那樣的環境中像是一個游泳的“烏賊”或在海洋冰層上滾動的機器人。

這不是什麼簡單事兒，因為木衛二巴的冰殼是巨大的障礙：科學家認為冰殼的厚度可能在9英里至16英里（15至25公里）之間，因此想要完成木衛二的遠洋任務，機器人必須攜帶相當強大的鑽機。

美國宇航局已經在嘗試通過名為SESAME（木衛二的地下科學探索地）的計劃來刺激這種先進技術的發展。 SESAME最終設想了一種由核動力驅動的“穿透系統”，它能夠在執行三年內向下穿過9英里。鑽頭的重量不超過440磅（200公斤），它將由著陸器運送到木衛二表面，並且能夠在挖掘器和地球之間提供通訊轉接。（很可能在這種技術可以進入的冰殼中懸掛著生命寄託的湖泊，但海洋是這個計劃的主要目標。）

SESAME開始支援由JPL，喬治亞理工學院，約翰·霍普金斯大學以及Stone Aerospace和Honeybee Robotics公司組成的小組進行的工作。這些團隊正在研究穿透器或其他方面的大型系統的設計。

例如，約翰·霍普金斯提倡集中於穿透者－著陸器的傳輸策略。總部位於紐約的Honeybee正在開發一種混合鑽探系統，稱為SLUSH（使用潛水加熱的生命搜尋系統），該系統同時使用熱力和機械手段切入冰層。

Honeybee公司代表這樣描述SLUSH：“ SLUSH利用機械鑽來破壞地層，並部分融化碎片，從而能夠有效地將材料輸送到探頭後面。” “儘管被部分凍結，但所產生的融泥仍像液體一樣運轉，從而大大降低了融化全部冰塊所需的功率。”

Honeybee的勘探技術集團主管克里斯·扎克尼說，熱量既是木衛二鑽探設計師的朋友，也是我們的敵人。

Zacny在AGU上對Space說：“最大的問題是散熱。”他和其他Honeybee員工在會上介紹了公司各種鑽探技術的工作。 “如果不通過某種方式散發熱量，那麼鑽頭會過熱。”

這個計劃還有許多其他潛在的困難需要攻克。例如，一旦鑽頭足夠深，鑽頭與著陸器之間的通訊可能很難通過繫繩進行。木衛二的冰殼是一個動態的環境——許多研究人員認為，那裡存在著一種基於冰的板塊構造運動——因此，一英里長的繩索很可能會被剪斷或折斷。 JPL的湯姆·克維克（Tom Cwik）在AGU演講中指出，研究人員正在研究當鑽頭下降時是否可以在它後面安裝圓盤狀的解調器。

此外，對穿甲彈和海洋探測機器人進行消毒將是最重要的，這樣做是為了 減少由於航天飛行帶了來自地球的微生物從而汙染可居住（可能有人居住）的環境的可能性。考慮到硬體的複雜性，這種消毒將很難實現。(科爾尼基強調說，雖然艱難，但並非不可能；她說，航天飛行概念的這一方面並不引人注目。) “潛在的木衛二海洋任務的總體難度本身就是一種元障礙，噴氣推進實驗室的SESAME合作研究員薩姆·豪威爾說。 AGU的成員豪威爾在Space上說:“我們對探測海洋的最大挑戰是笑聲測試風險。” 豪威爾說，大多數重要的所需穿透器技術可能至少在未來10到15年內都無法飛行。科爾尼基說，如果美國宇航局決定開發一個歐洲海洋任務，那麼到21世紀30年代末的時候這個目標成為可能會變為現實發射目標。

她認為在這方面有理由感到樂觀並補充了該機構願意冒險的證據：選擇蜻蜓無人駕駛飛機去土星的巨大衛星土衛六(順便說一句，土衛六似乎還隱藏著一片液態水的海洋。並且巨大的月球表面也有碳氫化合物海洋。) 豪威爾說，木衛二海洋任務所存在風險無疑是值得承擔的，他把這樣的專案描述為“幾乎是一種義務”他說。 “我們可以擁有一種對生命的探索，”恩克拉多斯也是認為。 一些探索策略中也可以應用在土衛二上，儘管土星衛星上的海洋可能比木衛二衛星的海洋更容易接近。許多巨大的“老虎條紋”裂縫遍佈土衛二的南極地區，許多間歇泉將冰水、有機分子和其他物質從這些裂縫噴入太空。這些間歇泉繁多且有力；他們產生的羽流組成了土星的E環。

這個間歇噴泉的物質很有可能來自於土衛二的海洋，所以虎紋可能是一個入口，（依靠它）很有可能不必鑿開幾英里的冰就可以進入到水裡。一些科學家和工程師正在研發可能利用此項便利漏洞的技術。

例如，美國噴氣研究所（JPL）的一個小組正在研發現存外空生命勘測員（EELS），（它是）一種自主的，13英尺（四米）長的蛇形機器人。它可以沿著虎紋盤旋運動，直到它到達液態水（存在的地方）。研究員在美國地球物理協會（AGU）的一個展示上解釋說，一條可以為海洋探險員提供能量的長繩索將會連線EELS和（土衛二）表面的著陸車。

JPL一個調查中展望了EELS和它的著陸車作為總體任務的一部分，同時也包括一個熔體探針和一個可以將資料從飛行器表面傳回地球的土衛二軌道飛行器。

JPL的Jason Hofgartner和他的同事在AGU十二月份已經展示過的另一個研究中提到了這個想法：“在未來的十年中，一個單一的旗艦級任務將會在土衛二的表面，它的冰層裡面和表面之下的海洋尋找生命，這可能是太空生物學將會有的最綜合的機會。”（“旗艦”是美國國家航空和宇宙航行局（NASA）最昂貴的任務等級。行星旗艦級的探索，諸如“好奇號”火星探測器和發現了虎紋的卡西尼土星探測器，其價格通常都超過了十億美元。）

即使NASA 還沒有批准這樣一個任務，間歇噴泉還是提供了一種間接從海洋中取樣的方法。確實，卡西尼號多次從土衛二的羽流中飛過，未來生命探測器也可以做到相同的事情。（卡西尼號的長期完美任務結束於2017年7月，它沒有被裝備於搜尋生物體徵。）

幾個研究小組已經提議了土衛二的間接羽流（研究）任務，儘管NASA還沒有選擇任何一個作為發展。在出現冒著自己羽流的木衛二上，一些相似的事情也是可能（發生）的。然而，木衛二的假定間歇噴泉活動似乎要比任何時刻都擁有噴射能量的土衛二更弱和更短暫。

木衛二快船隊的成員們曾說如果演習可行的話，他們會將在木衛二的漂浮物中穿梭作為目標，並且他們認為儘管快船並不是生命探索的官方使行團，但那裡有機會-儘管機率渺茫-如果那裡能找到我們想要的存在，探針可以檢測出漂浮材料中的生物特徵。”使行團的科學家說道。

所以放鬆點，如果你是海洋衛星的愛好者，接下來的幾十年裡可能會有很多樂趣等著你去發現。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Mike Wall -guoguo，Sue，Sherry，熱愛可抵歲月漫長，dkanmbslucky，露啦啦露啦啦