美航天局發射“木衛二快船”探尋外星生命

美國國家航空航天局(NASA)建造的最大的星際航天器於週一歐洲中部時間 18 點 06 分搭乘SpaceX 獵鷹重型火箭發射升空。由於颶風米爾頓穿過了佛羅里達州,而卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心就在該州,所以此次發射曾被擱置。快船任務的目的地是木衛二,木星的一顆冰衛星。儘管溫度低於零下 200 多攝氏度,輻射能在數小時內致人死亡,但它是地球之外最有可能存在生命的地方之一。

任務管理人員已要求 SpaceX 從火箭上拆除所有通常用於回收用過的獵鷹重型級段的發動機和電路,因爲快船需要最大的可能推力來擺脫地球引力,從而完成其近 30 億公里前往木星偏遠衛星的旅程。在發射過程中,它打破了助推器第二級的速度紀錄,達到約 40,000 公里/小時。

“快船將是首個深入的任務,這會讓我們能夠描述在我們宇宙中可能是最常見的宜居世界類型上的宜居性,”美國國家航空航天局行星科學代理主任吉娜·迪布拉喬(Gina DiBraccio)在新聞發佈會上說道。

到目前爲止,太陽系外已發現超過 5700 顆系外行星。絕大多數是類似木星那樣的氣態巨行星,而木星擁有 95 顆衛星。如果能證明木衛二是生命第二次起源的地方,那麼宇宙中其他地方出現生命的可能性就會增加。

木衛二的表面是一層 20 公里厚的冰層,在冰層中能夠看到深深的、微微泛紅的裂縫,其看起來就像一隻巨大眼睛裡的血管。這可能是硫,一種與火山活動有關的化合物。在所謂的混沌地形中,冰層的裂縫形成時間不超過 9000 萬年,從地質學的角度而言,這只是一瞬間。這意味着一定有某種地下活動。科學家們知曉,在冰層下方存在一個深度遍及全球的海洋,其含水量爲地球上所有海洋的兩倍。在最底部可能會有一個存在熱活動的岩石牀。“它們可能類似於地球上深海中的熱液噴口,那裡存在原始生命,地球上的生命可能就起源於此,”該任務的首席科學家之一邦妮·布拉蒂解釋說。

這顆木星的衛星大小與我們的地球差不多,可能包含生命所需的所有三個要素:水、有機化合物和能量。它也有足夠的時間進化,因爲木星是在大約 45 億年前太陽形成後最早形成的行星之一。木衛二由與其所屬主行星相同的物質組成。“快船號”的主要目標是確認木衛二的海洋中可能存在生命,可能是無需氧氣就能生存的微生物,僅需礦物質和來自其內部的能量。

“木衛二快船號”得名於 19 世紀傳奇的帆船,這些帆船在創紀錄的時間內橫渡大西洋。它的尺寸令人印象深刻:其巨大的太陽能電池板從一端到另一端超過 30 米,高 6 米。它是美國國家航空航天局有史以來開發的最大的星際飛船,也是造價最高的飛船之一,約花費 50 億美元。

“快船號”將以前所未有的詳細程度研究木衛二。它的九種科學儀器將能夠以一米的分辨率看到木衛二表面的細節。雷達將查明冰層的深度,精準測定海洋的深度,並探尋表面的液態水袋以及礦物質和可能的微生物滲出的熱點。“有非常有力的證據表明木衛二上存在生命的成分。但我們必須去那裡才能弄清楚,”布拉蒂說。“我們可以在表面識別出[氧、碳、氫]等有機化合物,它們是生命的前體。”這位資深的行星科學家和天文學家強調:這次任務“並非是探測生命的任務,我們只是在找尋生命存在的條件。”

木星是太陽系中最大的行星,但它非常狂暴,更像是一顆恆星。它在自身周圍產生一個磁場,延伸約 2000 萬公里,充滿了加速到幾乎光速的帶電原子粒子。這是一種類似核戰後的環境,任何靠得太近的飛船電路都會被燒燬。

今年早些時候,任務管理人員發現,該航天器所包含的數十個芯片,與此前的認知相反,可能會因高輻射而停止運行。美國國家航空航天局(NASA)委託進行了一場與時間賽跑的工作,來分析這些部件的實際耐用性,以判定發射“快船號”是否真的毫無價值。分析結果顯示,這些電路能夠承受得住,部分原因是航天器在最危險的環境中每 21 天僅停留一天,因此它們能夠從高輻射中恢復。

該航天器將對木衛二進行多達 49 次的飛越,與木衛二表面的距離僅 25 公里——這是一項紀錄。但隨後它計劃在下一次俯衝前再次離去。當“快船號”專注於木衛二時,一艘歐洲航天器將進行觀測。歐洲航天局的“果汁”任務於去年發射,計劃同時抵達木星附近。這將使得一個探測器在它們接近木星的某一衛星時觀測另一個探測器;這在太陽系外圍是前所未有的航天器之舞。

“如果我必須打賭太陽系中除地球外哪裡有生命,我肯定會選擇木衛二或土衛二(土星的衛星),”馬德里附近天體生物學中心的地質學家奧爾加·普列託·巴列斯特羅斯(Olga Prieto Ballesteros)說,她正在參與朱庇特冰月探測器(Juice)任務。歐洲探測器的目標更爲廣泛——研究木星的磁場,並着重繪製另一顆冰衛星木衛三的地圖。

木衛二快船探測器(Clipper)計劃於 2030 年 4 月抵達木星,朱庇特冰月探測器(Juice)則在次年中期抵達。它們的使用壽命約爲四年,部分原因是輻射造成的巨大磨損。在其壽命結束時,兩艘飛船都將在木衛三上墜毀着陸,以防污染木衛二以及其可能含有的任何生命。