科学家拟发射穿透器:撞击木卫二冰层寻找生命(图)

Daphane · 发表于 2016-4-23 14:14:49

來源: 新浪科技

北京时间4月22日消息，欧洲的科学家们本周举行会议，讨论他们未来开展木卫二探测的最佳方案。木卫二是木星的一颗冰卫星，根据此前探测结果，科学家们现在普遍认为这颗卫星的整个表面被一层厚厚的冰层所覆盖，其下方则可能存在一个巨大的海洋，其中的水量甚至可能比地球上的总水量还要多，换句话说，木卫二是一个“水的世界”。

　　而关于对这颗神秘卫星的探测，欧洲科学家们此前已经有了一些想法，他们希望能够将他们的探测器搭载到美国计划在2020年前后发射飞往木卫二的探测器上搭车前往，就像此前极为成功的惠更斯号土卫六探测器项目那样。2005年，搭乘美国卡西尼号土星飞船抵达土星系的惠更斯号着陆器成功在土星第二大卫星——土卫六表面降落，从而成为人类探测器着陆的最遥远天体。在所有这些设想中，有一种方案是一种遥控的撞击穿透装置，它能够穿透木卫二表面厚厚的冰层。

　　但不管最终采用的是那个方案，首先科学家们的计划都必须先获得欧洲空间局(ESA)的审核通过。这个总部设在法国巴黎的组织近期即将公布一份项目征集计划，将为一次中等成本的探测计划提供资金。但此次参与竞争的团队将来自太空探测的各个方面，而并不局限于行星科学领域。

　　尽管如此，欧空局的桌面上至少还放着一份来自他们的美国同行——美国宇航局(NASA)发出的邀请书，邀请欧洲方面参与美国主导的木卫二探测计划。

　　美国方面的计划是在2022年左右发射一颗探测器，它将多次从木卫二附近飞过并开展各种探测。另外美国方面也很有可能会在任务中加入一艘软着陆装置，它可以在2022年搭载在飞船上一同发射，或者在过几年之后再发射也可以。

木卫二是一个寻找地外有机微生物的理想目的地

　　木卫二——海洋世界

　　木卫二最早是在1610年由意大利著名天文学家伽利略发现的。这颗卫星运行的轨道距离木星平均约67万公里，并且与木星处于潮汐锁定状态，这就意味着它永远以同一个面朝向木星。在上世纪1990年代，美国宇航局发射的伽利略号探测器飞抵木卫二附近并传回了大量高清图像。根据相关数据的分析，研究人员认为这颗卫星内部存在一个体积较小的金属内核，外部被一层硅酸盐包裹。再往外则是一个全球性海洋，最表面是一层厚厚的冰层。由于存在大量液态水，再加上木星引潮力产生的挤压热量，科学家们认为木卫二拥有出现生命的非常好的环境条件。

　　为了商讨相关探测计划，欧洲的科学家们本周二聚集到法国巴黎天文台开会，到目前为止与会专家们经过商讨已经初步选定5种技术概念方案，分别是：

　　1)一台搭载在美国2022年木卫二探测器上的遥感载荷；

　　2)一颗搭载在美国探测器上，抵达之后能够自动分离并独立运行的小型卫星；

　　3)一颗搭载在美国探测器上，抵达之后能够自动分离并独立运行的小型着陆器；

　　4)一枚或两枚能够从母船分离并高速撞击木卫二表面的穿透探测器；

　　5)一台搭载在美国着陆器上的科学载荷，降落到木卫二表面开展探测工作；

　　在所有这些概念中，引发最多关注的是其中的穿透器方案。这一“硬着陆”技术方案由英国领衔，并在过去多年里一直得到欧洲空间局的资金支持。欧洲航空业巨头“空中客车”公司此前负责对这项技术方案的能力进行了展示测试。

　　在2013年，空客公司的工程师们在地面上进行了一次实际测试，他们高速释放出穿透器，后者直接撞击一块巨大的冰块，以此来判断这项技术未来在撞击木卫二地表厚厚冰层时可能将具备的性能表现。

　　在那次测试中，一枚金属“导弹”以每秒300米的高速径直撞向冰块随后骤然停下。伦敦大学学院玛拉德空间科学实验室的格兰特·琼斯(Geraint Jones)表示：“在那短短的数毫秒时间里，其内部安装的仪器设备将经历巨大考验。”他说：“每秒300米相当于大约每小时700公里。这是极高的速度，但是这枚穿透探测器内部的很多仪器装置都是经过专门设计的，它们完好地幸存了下来。它们的任务将是在撞击发生之后记录下数据并将这些数据妥善保存。”

英国领衔研制的木卫二冰层穿透器，其内部搭载科学载荷，在撞击之后进行科学探测

此番欧洲科学家们认为是探测木卫二的一次不容错失的好机会

　　太空时代的首次木卫二表面着陆探测

　　计划中可以搭载到穿透器上的载荷包括一台地震仪，其可以探测木卫二的内部结构，或者还可以搭载一台微型实验室，其能够对物质化学成分进行分析。而在此之前在奥地利维也纳召开的欧洲地球科学联合会大会上，同样进行了穿透器技术的展示。

　　欧洲“木卫二协会”已经委托一个独立委员会对不同方案进行评估并给出究竟应当选择哪一种方案竞争欧洲空间局即将发布的项目征集。预计欧空局方面将在4月底左右发布相关计划详情。

　　然而，能够获得欧空局的支持是一方面，要想与美国方面探测器研制的运作周期和资金状态相互协调则完全就是另外一回事了。欧洲科学界对这一点很清楚，但他们不打算退缩。

　　位于法国图卢兹的天体物理与行星研究所科学家米歇尔·布兰克(Michel Blanc)表示：“有一件事是毫无疑问的，我们对于提出自己的方案充满热情，我们想要提出一个方案，在人类的太空时代首次实现在木卫二表面的着陆探测。这将是一件大事，我非常肯定这将是国际社会的一大优先事项。”

　　欧洲空间局此前已经有了自己的计划，打算执行一项名为“果汁”(Jupiter Icy Moon Explorer, JUICE，木星冰月轨道器)的探测计划。该项目的主要目标实际上是木星的另外一颗卫星，也是太阳系内最大的卫星木卫三，因此在整个任务期间JUICE探测器对木卫二将只会安排两次飞掠探测。按照目前的计划，该探测器将在2022年发射升空，于2030年抵达木星系。目前还不清楚美国方面具体的进度安排，因此还很难说会是美国人的飞船还是欧洲的“果汁”飞船最先抵达木卫二

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