木卫二探测计划前途迷离

文章作者:lili | 2016-08-25
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我们一直都在寻找宜居星球,通过寻找适宜星球,来寻找外星生命,抑或是寻找人类可以迁徙的新环境。不过太阳系以外的星球毕竟太远了。在太阳系中一直以来的首选是火星。其次是木星的几个卫星。美国已经在火星探测多年,并已经准备载人登录。至于木星的卫星,虽然也有观测,登录。但相比之下没有那么全面。毕竟7亿公里的距离太遥远了。不过最近美国宇航局公布了令人振奋的消息:就是其木星探测计划,即探测木卫二。因为木卫二可能存在生命。不过,同时由于经济原因,该项计划可能削减预算。不过,美国火星探测的商业化先例给我们很好的启示。也不必为此过多担心,量力而为吧。

NASA:地外生命很可能就在7亿公里之外 但也要有钱去才行

欧罗巴快船飞掠木卫二艺术概念。图片来源:NASA

最近几年,美国公众对太阳系内最有可能存在生命的冰下海洋星球--欧罗巴(又称木卫二)表现出浓厚的兴趣,甚至希望能够发射探测器去那里揭开这个秘密。

在上世纪,旅行者姊妹号与伽利略号都曾抵近欧罗巴,为我们展示这颗冰封星球。欧罗巴距离我们地球最近时不足7亿公里,它的表面与地球两极的冰盖相似,不过那里没有空气。在它表面光滑的冰层下是个由液态水组成的全球性海洋,那里比地球上任何一个大洋都要深的多,并且有可能存在生命。

近些年,美国宇航局(NASA)对欧罗巴探测项目的研究已初具规模,并将任务发射时间暂定在2022年,不过正如此前NASA很多宏伟太空计划一样,欧罗巴项目在明年可能要面对预算削减。

 

NASA:地外生命很可能就在7亿公里之外 但也要有钱去才行

1990年代,伽利略号拍摄的木卫二。

2017财年NASA的预算会增加吗?

根据美国太空新闻网(SpaceNews)的消息,欧罗巴探测项目目前仍在筹划部署中,但在下一个财年可能会有资金上的压力。

来自喷气推进实验室(JPL)、欧罗巴项目科学家鲍勃•帕帕拉多(Bob Pappalardo)表示:“我们在2017财年或许会比较拮据,我们正要求欧罗巴项目科学载荷组与其他方面的团队采取措施,以应对在2022年发射前预算会被削减的问题,我们正在积极地去解决。”在8月11日亚利桑那州举行的宇航局外行星项目评估组(OPAG)报告会上,NASA宣布正在设法削减宇航局2017年的预算,但会确保欧罗巴任务在2022年按期发射。

和所有大型太空项目一样,欧罗巴计划受困于NASA有限的预算。在2016年,宇航局在欧罗巴项目上收到来自国会1.75亿美元的资助,但在2017年NASA只申请了0.496亿美元。不过世事无绝对,就在去年NASA获得了比申请时多很多的资金。同样在现在,众议院拨款法案为2017年提供了2.6亿美元资金,但这些资金还没有被参议院进行分配。

那么NASA要求如此低的拨款是因为宇航局对欧罗巴任务失去兴趣了吗?不一定。

来自宇航局总部的项目科学家柯特•倪博(Curt Niebur)称:“大家都意识到国会在欧罗巴项目上非常支持而且很慷慨,所以我很高兴地说现在政府的支持和鼓励是共享的,宇航局也一样。每个人都扑在欧罗巴任务上,并在完成技术挑战与预算批准后想尽快将它送上发射台。”

现在说欧罗巴任务有被取消的危险还为时过早。在过去几年,当涉及到为宇航局的项目分配资金时,欧罗巴任务在众议院是占据上风的。虽然也会担忧该任务有可能会被推迟几年,至少目前仍有资金确保其为2022年的发射继续运转。发射时间在2016年国会政府年出预算案中得到确认,并在2017年众议院开支法案中再次得到证实。

 

NASA:地外生命很可能就在7亿公里之外 但也要有钱去才行

伽利略号拍摄的木卫二表面,这些沿着裂缝的暗色物质被认为是冰下海洋渗出物的残留。

欧罗巴任务细节

目前已有很多欧罗巴任务细节被披露,早期任务规划是一枚轨道器。而目前该任务已被称作“欧罗巴快船”,将45次近距离飞掠木卫二。

快船上搭载的科学设备将分析这颗寒冷卫星内部,了解冰层下海洋的诸多细节。截至目前,欧罗巴计划还没有正式新增的项目,比如是否要增加一个子探测器在欧罗巴快船上。倪博称:“以目前的预算等有限资源来增加额外项目,以获得更多科学价值是不相称的,那里没有相等的科学价值去平衡这一点。”

以下为欧罗巴快船将携带的科学设备:

进行磁探测的离子体仪器(PIMS)

探测木卫二内部特性的磁强计(ICEMAG)

木卫二成像光谱仪(MISE)

木卫二成像系统(EIS)

研究木卫二海洋到近表面的探测雷达(REASON)

木卫二热辐射成像系统(E-THEMIS)

质谱仪(MASPEX)

紫外光谱仪(UVS)

表面尘埃质量分析仪(SUDA)

 

 

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登陆木卫二的着陆器艺术概念图。

会有登陆木卫二的任务吗?

也有不少民众希望能在欧罗巴任务中增加一艘登陆艇,该设想也是国会支持的。但就目前来看,这个设想不会成为欧罗巴快船任务的一部分。目前登陆艇设想已被作为欧罗巴项目的后续任务进行研究,或在2024年发射。

据倪博透露,宇航局将花费2016年1.75亿美元拨款中的0.35至0.4亿美元,投入在登陆艇相关技术的开发上,虽然欧罗巴快船任务本身就已经够复杂。如果欧罗巴快船能够在2022年按期发射,后续再有一个登陆艇作为单独的任务是非常有意义的。

目前,宇航局的欧罗巴登陆艇计划处于预研的A阶段,一个科学团队正对登陆艇的科学目标进行研究。按照设想,该登陆艇将用一台“天空起重机”在木卫二表面实现软着陆,这与好奇号登陆火星的方式非常相似。NASA表示登陆木卫二目前仍不是一个确定的任务,不过宇航局在认真考虑中。

科学家研究后认为在欧罗巴快船升空两年后,再发射登陆艇意义最大,它的主要目标是寻找生命存在的证据。在着陆后,登陆艇将使用钻头钻取表面冰层样品,再用携带的科学仪器进行分析。

能够有登陆艇登陆木卫二固然让人兴奋,但是适宜的登陆点更重要,最合适的登陆点是木卫二表面冰层巨大裂缝处,那里有来自冰下海洋的物质溢出。已有证据表明木卫二的海洋与地球海洋有相似的组成成分。如果那里的海底有热液喷口,就能够为生命提供热量与营养,就像地球海底的热液喷泉那样。在太阳系里,已有证据证实土星的第六大卫星--土卫二的冰下海洋拥有热液活动,它与木卫二一样拥有全球性的冰下海洋。

 

NASA:地外生命很可能就在7亿公里之外 但也要有钱去才行

木卫二喷泉的艺术概念图。

木卫二或许也拥有与土卫二类似的间歇性喷射羽流,如果能够得到证实,探测器可以飞越这些喷泉并分析喷发物质的组成,就像卡西尼号在土卫二所做的那样。卡西尼号在飞越土卫二后,发现该卫星喷射物组成是水蒸气、冰粒、盐与有机物。

欧罗巴任务的总体科学目标是寻找生命存在的证据,木卫二的海洋可能是寒冷与黑暗的,但与此相似的地球海底却是生机勃勃。宇航局总部的欧罗巴项目科学家柯特•倪博(Curt Niebur)称:“NASA立志于登陆欧罗巴寻找生命的任务获得成功,这个任务会持续23天左右,一旦成功我们会在第25天,在宇航局总部召开新闻发布会,宣布我们在木卫二上发现了生命。但是,如果这一成功是个不切实际的期望,我需要现在就知道而不是在登陆后的第22天。”

木卫二是一颗人类需要花大力气去研究的星球,与它相似的土卫二同样也为我们提供了极好的机会,使我们能够于近期内在太阳系中寻找生命存在的证据,即使发现的可能只是一些微生物,这也将是人类文明迄今最伟大的发现。

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