美航天局发射“木卫二快船”探寻外星生命
美国国家航空航天局(NASA)建造的最大的星际航天器于周一欧洲中部时间 18 点 06 分搭乘SpaceX 猎鹰重型火箭发射升空。由于飓风米尔顿穿过了佛罗里达州,而卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心就在该州,所以此次发射曾被搁置。快船任务的目的地是木卫二,木星的一颗冰卫星。尽管温度低于零下 200 多摄氏度,辐射能在数小时内致人死亡,但它是地球之外最有可能存在生命的地方之一。
任务管理人员已要求 SpaceX 从火箭上拆除所有通常用于回收用过的猎鹰重型级段的发动机和电路,因为快船需要最大的可能推力来摆脱地球引力,从而完成其近 30 亿公里前往木星偏远卫星的旅程。在发射过程中,它打破了助推器第二级的速度纪录,达到约 40,000 公里/小时。
“快船将是首个深入的任务,这会让我们能够描述在我们宇宙中可能是最常见的宜居世界类型上的宜居性,”美国国家航空航天局行星科学代理主任吉娜·迪布拉乔(Gina DiBraccio)在新闻发布会上说道。
到目前为止,太阳系外已发现超过 5700 颗系外行星。绝大多数是类似木星那样的气态巨行星,而木星拥有 95 颗卫星。如果能证明木卫二是生命第二次起源的地方,那么宇宙中其他地方出现生命的可能性就会增加。
木卫二的表面是一层 20 公里厚的冰层,在冰层中能够看到深深的、微微泛红的裂缝,其看起来就像一只巨大眼睛里的血管。这可能是硫,一种与火山活动有关的化合物。在所谓的混沌地形中,冰层的裂缝形成时间不超过 9000 万年,从地质学的角度而言,这只是一瞬间。这意味着一定有某种地下活动。科学家们知晓,在冰层下方存在一个深度遍及全球的海洋,其含水量为地球上所有海洋的两倍。在最底部可能会有一个存在热活动的岩石床。“它们可能类似于地球上深海中的热液喷口,那里存在原始生命,地球上的生命可能就起源于此,”该任务的首席科学家之一邦妮·布拉蒂解释说。
这颗木星的卫星大小与我们的地球差不多,可能包含生命所需的所有三个要素:水、有机化合物和能量。它也有足够的时间进化,因为木星是在大约 45 亿年前太阳形成后最早形成的行星之一。木卫二由与其所属主行星相同的物质组成。“快船号”的主要目标是确认木卫二的海洋中可能存在生命,可能是无需氧气就能生存的微生物,仅需矿物质和来自其内部的能量。
“木卫二快船号”得名于 19 世纪传奇的帆船,这些帆船在创纪录的时间内横渡大西洋。它的尺寸令人印象深刻:其巨大的太阳能电池板从一端到另一端超过 30 米,高 6 米。它是美国国家航空航天局有史以来开发的最大的星际飞船,也是造价最高的飞船之一,约花费 50 亿美元。
“快船号”将以前所未有的详细程度研究木卫二。它的九种科学仪器将能够以一米的分辨率看到木卫二表面的细节。雷达将查明冰层的深度,精准测定海洋的深度,并探寻表面的液态水袋以及矿物质和可能的微生物渗出的热点。“有非常有力的证据表明木卫二上存在生命的成分。但我们必须去那里才能弄清楚,”布拉蒂说。“我们可以在表面识别出[氧、碳、氢]等有机化合物,它们是生命的前体。”这位资深的行星科学家和天文学家强调:这次任务“并非是探测生命的任务,我们只是在找寻生命存在的条件。”
木星是太阳系中最大的行星,但它非常狂暴,更像是一颗恒星。它在自身周围产生一个磁场,延伸约 2000 万公里,充满了加速到几乎光速的带电原子粒子。这是一种类似核战后的环境,任何靠得太近的飞船电路都会被烧毁。
今年早些时候,任务管理人员发现,该航天器所包含的数十个芯片,与此前的认知相反,可能会因高辐射而停止运行。美国国家航空航天局(NASA)委托进行了一场与时间赛跑的工作,来分析这些部件的实际耐用性,以判定发射“快船号”是否真的毫无价值。分析结果显示,这些电路能够承受得住,部分原因是航天器在最危险的环境中每 21 天仅停留一天,因此它们能够从高辐射中恢复。
该航天器将对木卫二进行多达 49 次的飞越,与木卫二表面的距离仅 25 公里——这是一项纪录。但随后它计划在下一次俯冲前再次离去。当“快船号”专注于木卫二时,一艘欧洲航天器将进行观测。欧洲航天局的“果汁”任务于去年发射,计划同时抵达木星附近。这将使得一个探测器在它们接近木星的某一卫星时观测另一个探测器;这在太阳系外围是前所未有的航天器之舞。
“如果我必须打赌太阳系中除地球外哪里有生命,我肯定会选择木卫二或土卫二(土星的卫星),”马德里附近天体生物学中心的地质学家奥尔加·普列托·巴列斯特罗斯(Olga Prieto Ballesteros)说,她正在参与朱庇特冰月探测器(Juice)任务。欧洲探测器的目标更为广泛——研究木星的磁场,并着重绘制另一颗冰卫星木卫三的地图。
木卫二快船探测器(Clipper)计划于 2030 年 4 月抵达木星,朱庇特冰月探测器(Juice)则在次年中期抵达。它们的使用寿命约为四年,部分原因是辐射造成的巨大磨损。在其寿命结束时,两艘飞船都将在木卫三上坠毁着陆,以防污染木卫二以及其可能含有的任何生命。