在距离地球近5亿英里的地方,一个世界可能正在躁动。我们的星球是太阳系中——实际上是整个宇宙中——唯一我们知道有生命存在的地方。但如果化学、能源和生物学的基础科学适用,木星的卫星木卫二也可能有生命。10月10日,美国国家航空航天局(NASA)将启动耗资50亿美元的欧罗巴快船(Europa Clipper)宇宙飞船,开始为期五年半的木星系统之旅,对这颗神秘的冰冷卫星进行有史以来最详细的探索。
长期以来,木卫二一直吸引着天文学家和外太空生物学家——至少从1979年开始是这样,当时旅行者1号和2号宇宙飞船对木卫二进行了侦察,并拍摄到一个冰冷的白色表面,上面布满了裂缝和裂缝,这表明一个不断搅动的海洋正在破坏冰冻的地壳。后来的伽利略号探测器在1995年至2003年期间绕木星飞行,发现木星的磁场在木卫二附近被破坏,与木卫二表面下深层的导电液体相一致,从而帮助证实了全球海洋的存在。自2016年以来一直绕木星运行的朱诺号任务一直在更近距离地研究木卫二,记录下了冰墙、陡坡和山脊,所有这些都表明木卫二的表面在不断运动。月球上的两个撞击坑也冻结成一个大致的同心圆图案,指向下面水面的涟漪。
天文学家现在认为木卫二有一层10到15英里厚的冰壳,覆盖着40到100英里深的全球海洋。在这颗直径1940英里的卫星上晃动,其水量是地球上所有海洋水量总和的两倍多。
虽然木星附近的温度可以降到零下400华氏度,但由于潮汐力的作用,海洋中的水保持着液态:由于木卫二绕木星运行,它被木星严密的引力牢牢抓住。但是,当它的姊妹卫星——木卫一、木卫三和木卫四——反复驶过时,它们用较轻的重力拨弄它,导致月球弯曲和升温,就像钢丝架快速来回弯曲,在弯曲处变得太热而无法触摸一样。1977年首次在地球上的加拉帕戈斯裂谷发现的热液喷口,也可能分散在整个欧洲海底,进一步加热水。
所有这些都产生了一个温暖的、脉动的、羊水般的海洋,据信其中包括盐、碳、氮、磷、氢和硫——它们在木卫二形成期间被吸收到木卫二中,并被彗星和小行星带到木卫二。这些元素构成了地球上98%的生命物质,经过45亿年的搅拌和烹饪,它们也可以出现在木卫二上。
木卫二快船就是为了找到答案而设计的。这艘飞船的主体是一个边长约20英尺的盒子,里面装有9套仪器,包括光学摄像机、温度传感器、全球雷达、磁力计和紫外线光谱仪。这些仪器都无法探测到生命,但它们都可以确定木卫二是否有适合生命存在的环境。
由于它的太阳能电池板,航天器相对较小的足迹变得更大了。在木星附近,太阳光不超过地球上的4%,为了产生足够的能量来运行这些仪器,8月27日安装在航天器上的太阳能电池板必须非常巨大。两个可折叠阵列中的每一个都有46.5英尺长,13.5英尺高,使整个航天器的翼展超过100英尺,略长于一个职业篮球场。即便如此,太阳能电池板也只能产生大约700瓦的电力,大约相当于运行一台小型微波炉或咖啡机所需的能量。“木卫二快船”的雷达天线垂直于太阳翼,尺寸更大,从飞船机身上升了57.7英尺。
所有这些,再加上燃料,意味着飞船的重量约为13000磅。这需要一个彪悍的火箭把它推离地面。木卫二快船将获得这枚火箭,其形式是27个引擎的SpaceX猎鹰重型火箭,重量超过500万磅。推力,能发射超过37,000磅。在星际轨道上。
宇宙飞船不会沿着直线飞向木星。相反,它将绕太阳两圈,在2025年2月27日经过火星,并在2026年1月12日重新经过地球。这两次飞越都将改善轨道,提高航天器的速度。木卫二快船最终将于2030年4月11日抵达木星,在木星系统中至少运行四年。但所有这些都是下一个十年的开始。目前,木卫二快船正在美国宇航局肯尼迪航天中心准备装载在重型猎鹰上,于10月10日开始其旅程。这艘船将离开一个生物丰富的世界,很可能有助于发现另一个世界。
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