歐羅巴快帆(藝術構想圖)。圖片來源：NASA官網(wǎng)

本報記者劉霞

希臘神話中，歐羅巴是腓尼基的公主，美艷動人，艷壓群芳，深得眾神之王宙斯的寵愛。而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(wèi)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(wèi)二上黑暗、寒冷的海洋中暢游，那么該機構即將發(fā)射升空的“歐羅巴快帆”(EuropaClipper)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(wèi)二在1610年被伽利略發(fā)現(xiàn)，是木星的第四大衛(wèi)星，在伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)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(wèi)二進行了有史以來最詳細的探測?，F(xiàn)在，科學家已經(jīng)知道，木衛(wèi)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里亞納海溝(最深處約11公里)還要深。

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

此外，科學家們認為，木衛(wèi)二的海洋會與這顆衛(wèi)星的巖心“親密接觸”，因此，有可能引發(fā)各種有趣而復雜的化學反應。如此一來，木衛(wèi)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(wèi)星——土衛(wèi)二和土衛(wèi)六。土衛(wèi)六表面上烴類海洋;且其地下可能也有液態(tài)水海洋。

主要研究木衛(wèi)二的宜居性

為進一步揭示籠罩在木衛(wèi)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(wèi)二派遣“歐羅巴快帆”探測器。

據(jù)美國太空網(wǎng)此前報道，“歐羅巴快帆”定于本世紀20年代中期發(fā)射，旨在研究木衛(wèi)二這顆冰冷衛(wèi)星的地下海洋以及生命在此繁衍生息的潛力。但NASA稱，如果一切恰到好處，“歐羅巴快帆”有望給我們帶來更多驚喜。

NASA噴氣推進實驗室“歐羅巴快帆”項目科學家羅伯特·帕帕拉多在近日于華盛頓特區(qū)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，我們希望了解木衛(wèi)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(wèi)二內部恰巧富含有機微生物，我們或許可以借助質譜儀發(fā)現(xiàn)生命的蛛絲馬跡。”

據(jù)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(wèi)二運行至少3.5年，飛船搭載的9款儀器將會對木衛(wèi)二表面和地表以下可能存在的海洋進行探測，以期了解其深度和成分。

這些儀器包括一個磁力計和一個雷達設備，科學家可借助它們詳細描述木衛(wèi)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/像素的分辨率拍攝照片，比“伽利略”號探測器拍攝的木衛(wèi)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么離子。

探測器將在數(shù)十次飛掠木衛(wèi)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(wèi)二稀疏的大氣;來自這顆冰冷衛(wèi)星表面飄出的水蒸氣和其他物質的羽流?？茖W家已多次發(fā)現(xiàn)這種羽流的證據(jù)，但它們的存在尚未得到證實。

帕帕拉多說：“在任務執(zhí)行初期，我們將搜索羽流并試圖理解它們是否真的存在，厘清它們在哪里?它們是偶然出現(xiàn)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，那么，質譜儀和灰塵檢測儀將能對這些羽流進行詳細采樣，以尋找有機材料并了解木衛(wèi)二內部的詳細化學結構。”

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

他強調，羽流采樣成功與否并不決定“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(fā)生。”

有望借助商業(yè)火箭發(fā)射升空

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

美國國會已指示NASA開發(fā)一款在木衛(wèi)二上尋找生命的著陸器。NASA官員表示，“歐羅巴快帆”提供的數(shù)據(jù)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(fā)射。國會也已通知該機構使用強大的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)巨型火箭來完成發(fā)射任務，這將使探測器可以直接飛往木星并在飛行2.4年后到達那里。

但SLS仍在開發(fā)中，且經(jīng)歷了多次延遲，成本也不斷上漲。此外，NASA計劃將最先研制出的SLS用于其“阿爾忒彌斯”(Artemis)月球探測計劃。因此，NASA監(jiān)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(yè)公司研制的火箭來完成發(fā)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(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的“大力神5號重型”運載火箭。這些火箭的功能不如SLS的那么強大，因此，如果“歐羅巴快帆”借助這些商業(yè)火箭升空，那么，將借助“引力輔助”技術，總飛行時間預計需要6年。