NASA欧罗巴探测器起航:探索潜藏于木卫二冰层下的外星生命谜团
发现外星生命若成现实,将会是科学史上最震撼的事件之一。要实现这一目标,寻找其他星球上生命存在的可能性是首要任务。NASA正在为此努力,计划于10月10日发射一艘飞往木星卫星欧罗巴的宇宙飞船。欧罗巴的水量是地球海洋总和的两倍,其海洋深藏在15至25公里厚的冰层下,深度可达60至150公里。自上世纪90年代末,科学家便找到了有关这一海洋的证据。
探测器的使命与设计
“欧罗巴探测器”将搭载九种科学仪器,旨在评估这个海洋世界的生命适宜性。如某地能提供液态水、能量以及含碳化合物,便有可能支持地球生命的存在。地球的生命已在四十亿年间繁衍,即便经历了五次大规模的灭绝事件。水和有机物在我们星球上鳞次栉比,而阳光则为植物提供了光合作用的动力,使其能够产生能量,进而进入食物链。然而,在欧罗巴的咸水海洋,几百米深处黑暗无光,光合作用无法展开。这也就不难理解,在1977年,当科学家下潜至太平洋海底近2500米处的火山热点时,竟意外发现生命在热液喷口附近蓬勃生长。
探索海洋与适居条件的思考
欧罗巴的海洋之所以是液态,是由于摩擦生热。当其在绕木星的轨道上受到引力影响时,物质被拉伸和释放。要让欧罗巴的海洋成为生命栖息地,必须保证成分的连续供应,以充分支持化学反应。或许,这些成分能从欧罗巴表层下的热液喷口获得,或者是通过冰层渗漏到海洋中的物质。至今,对于这一机制的合理性依然存疑,因此,获取多角度的数据至关重要。越来越多的证据显示,物质从欧罗巴表面逸散入太空。若这些物质来自海洋,分析它们的成分将有助于了解该海洋的适居性。
欧罗巴探测历史与未来展望
科学家们对前往欧罗巴的探索任务一直持积极态度。NASA在2002年取消了欧罗巴轨道器的计划,2005年的雄心勃勃的木星冰月轨道器(Jimo)也未能实现。2008年,NASA和欧洲航天局(Esa)提出的木星系统任务中的拉普拉斯(EJSM-Laplace),旨在向欧罗巴和加尼米德发送轨道器,但于2011年被取消。不过,这些计划的残余催生了Esa的木星冰月探测器(Juice)和NASA的欧罗巴探测器。Juice于2023年4月发射,预计在2031年7月到达,而欧罗巴探测器定于10月10日发射,预计2030年4到达,提前于Juice,因为它使用了更强大的火箭。两艘飞船将在木星系统中并行运行三年,距离最初的EJSM-Laplace计划并不遥远。欧罗巴探测器将不围绕欧罗巴运行,而是灵巧地绕木星飞行,从而完成44次近距离飞越,全面扫描这颗卫星。
科学目标与探测技术
探测器搭载的九种科学仪器,旨在深入了解欧罗巴的海洋、地质及当前活动状态。NASA的任务声明明确指出:“欧罗巴探测器的主要科学目标是确定在木星的冷卫星欧罗巴表层下,是否存在能够支持生命的环境。”该探测器还配备了史上最大的太阳能电池板。在飞越期间,磁场仪器将帮助测量海洋的深度和盐度,质谱仪将“品尝”羽流的成分,地面穿透雷达则能探测地壳内是否存在水,了解物质是否从海洋交换到地表,红外仪器则会检测表面上的有机物痕迹并进行热成像。
结语:探索生命的脚步更进一步
几十年的研究表明,像欧罗巴这样的海洋世界可能是生命存在的温床。虽然欧罗巴探测器无法直接探测生命的存在,但它标志着人类首次专门针对一个海洋世界进行的任务,旨在寻找生命适居性迹象。如果发现任何生命的蛛丝马迹,后续或将有着陆器前往更深入探索,而这次探测的表观数据将成为规划未来任务的重要依据。这一切的探索仍然适用我们现有的生命定义。让我们期待,这艘探测器能为外星生命的谜团揭开更多面纱。