2024年10月14日,NASA的欧罗巴快船探测器搭乘马斯克的“猎鹰重型”火箭,向着浩瀚宇宙进发,开启了一场备受瞩目的星际之旅。它将历经6年、跨越32亿公里,预计于2030年抵达木星的卫星欧罗巴,有望揭开这颗神秘星球冰壳下潜藏的诸多秘密。这一探测计划,历经27年的磨砺,期间遭遇重重挫折,一度被NASA搁置又重新启动,如今被科学界视作最具潜力改写人类历史的太空探索行动。
欧罗巴的神秘面纱木卫二叫做Europa欧罗巴,排行第二并不是因为它是木星的第二大卫星,而是因为它是第二颗被发现的木星卫星。这颗早在400多年前就被伽利略用望远镜发现的木星卫星,直径约3100公里,表面积与非洲大陆相近,从外观上看就像一个巨大的“冰球”。
其表面由一层完整且厚达10-30公里的冰壳构成,冰壳上布满张牙舞爪的深褐色条纹,实则是一道道裂纹。基于对其南半球最大撞击坑皮韦尔撞击坑的研究,科学家推断欧罗巴主体是岩石星球。
木卫二欧罗巴
1989年,NASA发射的伽利略号木星探测器,初步确认欧罗巴拥有冰下海洋。1997年,伽利略号经过欧罗巴上空351公里时,传回来的数据让科学家大为惊讶:欧罗巴地磁北极点位置频繁移动,约每5小时就变动一次,且呈现规律性。
这引发了科学家对其内部结构的深入探究,最终推测出在厚厚的冰壳下方存在液体海洋,且伴有洋流运动。欧罗巴公转速度快,约3天即可绕木星一周,巨大的离心力加热地心,催生地下洋流,造就海水与火山并存的环境,为生命基础物质的产生创造了条件。
2012年,哈勃望远镜观测到欧罗巴南极地区喷射出高达200公里的水蒸气状物质,源于冰火山喷发,其喷出的是水和甲烷。至此,欧罗巴的大致结构明晰起来:表面是厚冰壳,往下是最深达100公里的液态海洋,再是岩石地幔,核心是活跃金属核心,能为生命提供重元素与温室环境。
木卫二内部结构
探测计划的波折之路早在1997年,NASA的研究团队就提出木卫二轨道飞行器计划,可惜未获选中。随着伽利略号即将退役,欧罗巴的探索需求愈发迫切,NASA重启该项目,预算仅3000万美元,团队规模40-50人。
起初他们只是基础探测设想,但参与者们都是志在探寻地外生命,随着研究深入,项目也越来越复杂。2013年,NASA评估发射木星冰月轨道器需130多亿美元,高额的资金难题使得NASA无奈关停。
2014年美国中期选举后,部分议员呼吁重整太空计划,重现登月辉煌。2015年,国会拨款1.75亿美元用于欧罗巴任务早期开发,要求NASA优先推进,可资金缺口依旧巨大。
后来NASA向欧航局(ESA)提议合作,由欧航局出资、NASA出技术最终一起共享成果,却遭欧航局拒绝,因为ESA早有自己筹备多年的木星冰月探测器“JUICE”项目,想要独立探索这一难题。
面对困境,NASA调整策略,推迟载人登月计划与新建月球轨道空间站计划,优先保障欧罗巴快船项目,国会也多次追加专项拨款。同时,NASA放弃原计划的SLS新型运载火箭,选用马斯克SpaceX公司的猎鹰重型火箭,大幅削减成本,将项目预算精简到49亿美元,为2024年发射奠定基础。
猎鹰重型火箭发射耗资370亿的NASA木卫二探测任务
欧航局的“JUICE”探测器于2023年4月发射,预计2031年到达欧罗巴,将探测其表面磁场,为登陆做准备。而NASA的欧罗巴快船计划,目标是探索木卫二宜居性,调研登陆器着陆点。它采用新引擎,速度更快,将提前一年抵达。
欧罗巴快船的关键使命欧罗巴快船此次探索重点聚焦生命诞生的三大关键条件:液态水、化学反应和能源,以地球生命为参照探寻地外生命。其主要目标有三:精确探明欧罗巴冰壳厚度,这对后续探测意义重大;精心挑选登陆器着陆地点,为实地探测开辟道路;深入分析海洋成分,探寻生命迹象。
尤为特别的是,它将飞越欧罗巴水汽喷射地点,采集冰下海洋成分样本,类似“试吃”,若成分与地球海洋相似,才考虑后续发射登陆器与钻冰机器人。
早在2011年,NASA资助StoneAerospace公司研发钻冰机器人Cryobot,它采用大功率激光融冰,已在阿拉斯加冰川实验成功,一年能钻透8公里冰层,按欧罗巴冰壳厚度估算,3-4年可抵达冰下海洋。它形似鱼雷,靠电缆供电,内置深海探测器,一旦入海将全面探索海洋奥秘。
探索隐藏海洋的探测器——破冰机器人Cryobot
探索结果的多元遐想设想探测器抵达欧罗巴冰下海洋后的情景,存在两种可能。其一,一番探寻后毫无所获,这片冰下海洋就如巨大的纯净水桶,没有任何生命踪迹。而这也许是因为海底地质活动微弱、温度不足或未知因素,即便欧罗巴具备诸多生命诞生条件,历经漫长演化仍未孕育生命,这意味着寻找地外生命难度超乎想象,会让人类对生命起源更加迷茫,凸显现有科技的局限。
其二,欧罗巴海洋与地球深海热泉、南极沃斯托克湖类似,生命形态或与嗜极生物相仿,如单细胞生物、甲壳类节肢动物、还有能在任何环境下都能生存的缓步动物门,如水熊虫等。
但这也可能污染欧罗巴海洋,引入地球细菌催生新物种,引发伦理争议。而如果这片海洋里是有生命,那这些动物可能自带发光,来适应黑暗深海。
木卫二欧罗巴冰下海洋
而若存在高级生命,或许是全身发光软体动物,拥有独特身体构造,经漫长岁月甚至可能进化出初级文明,类似地球上晚期智人阶段,栖息于火山口附近或建有海底房屋。
总体而言,倘若欧罗巴探测真的发现冰下液态海洋中有单细胞生物,这将彻底改写人类历史。从而证明太阳系内的生命并非地球独有,放眼宇宙,生命的存在或极为普遍,届时地球上的UFO现象也能得到合理解释,外星人现身也不再是天方夜谭。
如今,欧罗巴快船探测器正奔赴目标,承载着人类对宇宙奥秘、生命起源的无限遐想,让我们静候它从遥远星际传回的震撼消息,无论结果如何,都将铭刻人类探索的光辉篇章。
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