NASA透露2020太阳能宇宙飞船前往木卫二寻找生命迹象

凤凰科技讯 北京时间5月28日消息，据英国每日邮报报道，美国宇航局透露将发送太阳能驱动的飞船前往木卫二寻找地下海洋里生命的迹象。它还透露了九个装载在这一太阳能宇宙飞船上的设备，这一飞船是一个预计耗资10亿美元的项目的一部分，预计将于2020年发射升空。这些设备包括可以穿透冰的雷达、照相机和光谱仪以产生木卫二表面的高分辨率图片，从而确定它的组成。

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美国宇航局伽利略项目提供了强烈的证据表明体积相当于月球的木卫二厚度未知的冰冻地壳下方存在一个海洋。一旦被证实这一海洋的确存在，它所包含的水可能是地球的两倍。拥有了充足的盐水、岩石海底以及潮汐加热提供的能量和化学，木卫二将成为太阳系里寻找地球以外生命存在的最佳地点。

“木卫二神秘的冰冻表面和广袤海洋的证据——这是基于伽利略宇宙飞船在十多年前11次飞经木卫二所收集到的数据，加上近期哈勃望远镜观测到木卫二有水流喷射出来——一直吸引着科学家们，” 美国华盛顿美国宇航局科学任务局副局长约翰·格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)这样说道。

图2 木卫二冰冻表面怪异的特征表明它有一个温暖的内部。这张木卫二的表面视野图是由美国宇航局伽利略项目获得的，它显示了一个更大的低分辨率黑白图片里的一张彩色图片。

“我们对这一新项目和这些设备所蕴含的揭开木卫二之谜寻找地球以外生命证据的潜力感到兴奋不已。”

美国宇航局2016年财政年的预算包括用于开始调查前往木卫二项目的1.4亿美金，虽然这个项目的最终花费可能在10亿美金左右。这一项目将发送一个太阳能驱动的宇宙飞船前往环绕气体巨星木星的漫长、往复的轨道，在三年的周期里重复近距离飞经木卫二。总的来说，这一项目将在25千米至2700千米的高度范围内飞经木卫二45次。

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选中的科学设备载荷包括照相机和光谱仪以产生高分辨率的表面图片。一个渗透冰的雷达将确定木卫二冰冻外壳的厚度，同时搜索类似于南极洲下方的亚表面湖泊。这一项目还将携带一个磁强计来测量木卫二磁场的强度和方向，这使得科学家可以确定海洋的深度和盐度。

一个电热式仪表将在木卫二冰冻表面巡逻，寻找近期温暖水的喷发，而额外的设备将寻找木卫二稀薄大气层里水和小型颗粒的存在。

图4 这张12帧的拼接图片提供了目前为止木卫二面对木星的一面的最高分辨率视图。它是伽利略宇宙飞船上的照相机于1999年11月25日拍摄的。这一前往木星及其卫星的美国宇航局项目于2003年终止。

2012年美国宇航局哈勃太空望远镜观察到木卫二南极地区上方的水蒸气，这提供了水柱的第一批强烈证据。如果水柱的存在被证实——它与地下海洋有关——它将帮助科学家们调查木卫二潜在可居住环境的化学组成，同时减少钻透地表冰层的必要。

去年美国宇航局邀请研究人员提交研究木卫二所需的设备议案。三十三个方案被审阅，其中九个被用于将于2020年发射的项目。“这是我们朝寻找支持生命的绿洲迈出的巨大一步，” 美国宇航局华盛顿总部的木卫二项目科学家柯特·尼布尔(Curt Niebur)这样说道。“我们很有信心这些通用的科研设备将产生令人兴奋的发现。”

这一项目将得到美国宇航局最新预算的支持，它将更强调对生命的寻找，同时支持2022年前往木卫二的项目。在一份草案里，美国宇航局被要求开始一个新的海洋世界探索项目，寻找外太阳系里的生命。但这一预算提案还包括削减地球科学和私人太空飞行项目，这引来了美国宇航局和白宫的一直批评。这一份草案是由美国众议院拨款委员会拟定的。

一旦这一草案被通过，它将为美国宇航局带来截至至2016年9月高达185.29亿的资金，这比去年增加了5.19亿美元。令人激动的是，搜寻太阳系以内和以外生命的迹象被再次重点强调，它也是多个项目的目的之一。

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在经过各种削减后2013年行星科学资金也被削减，但现在它又回到正常水平，约为16亿美元。“这对于行星科学和对生命的搜寻来说都是了不起的一天，” 《休斯敦纪事报》的科学记者艾瑞克·伯格（Eric Berger）这样写道。这一项目申请提出了一个耗资1.4亿美元、前往木星卫星木卫二的机器人项目——它比原本申请的预算高出1.1亿美元。他要求美国宇航局在“不晚于2022年”完成太空发射系统火箭的发射。

此外还包括用于海洋世界探索计划的8600万美元资金，目的是发现太阳系外部卫星之一上存在的“（已有）生命”。这包括除木卫二以外，土星的卫星土卫六和土卫二，后者被认为在地表下方有巨大的水存储，潜在的或可能有生命。

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虽然这一预算并没有明确说明将启动哪个项目，但这笔资金将有助于研究窥探甚至穿透这些天体表面的方法。与此同时，木卫二快帆项目也将多次飞经木卫二以评估所谓的地下海洋。它可能会飞经卫星喷射出的水柱，目前美国宇航局正在调查不同的议案以添加一个着陆器至这一项目，方便对卫星表面进行分析。例如如果可以想方设法“融化”表面，这样未来着陆器就可以探索地下。

图7 太空发射项目。

然而，白宫并不希望美国宇航局只在太阳系内探索生命。即将来临的宽视场红外巡天望远镜(Wide-Field Infrared Survey Telescope, 简称WFIRST)获得了3600万美金的拨款，它将用于太阳系外的系外行星成像。这笔预算要求美国宇航局应该“最终确定那些可能存在生命的系外行星候选者。”

图8宽视场红外巡天望远镜的艺术家印象图。

至于探索方面，太空发射系统获得了13.56亿美元的拨款——比之前申请的几乎高出5亿美元——但白宫要求美国宇航局为2020年的火箭部署更合适的计划，现阶段的项目目标仍非常模糊。

此外预算还包括重新生产钚238(Plutonium-238)的资金，后者是用于探索外太阳系的燃料的必要来源。

然而，所有的一切都要付出一些代价。草案提出从地球科学项目申请的预算里削减2.69亿美元。这将导致一个名为热能红外自由飞行物的卫星报废，后者旨在对地球进行观测。至于其它削减方面目前仍不清楚。

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在此之前美国参议员特德·克鲁兹(Ted Cruz)表示美国宇航局应该关注于太空探索，而非研究我们自己的星球。“我认为几乎所有美国人都会同意美国宇航局的核心功能是探索太空。“今年三月克鲁斯这样说道。但针对最新预算草案，美国宇航局局长查尔斯·博尔登(Charles Bolden)称”白宫的提案将极大的减少我们的地球科学项目，这将推迟下一代人对我们目前正在不断变化的气候的理解。”此外他补充表示这将影响“我们针对地震、干旱和暴风事件做准备和及时应对的能力”。

图10图左是波音CST-100，中间是SpaceX的龙飞船，而右边是美国宇航局猎户号宇宙飞船。

此外，这一预算只为商业船员项目提供10亿美元的资金，后者资助类似SpaceX和波音这样的公司研发载人计划的航天器。这比申请资金少了2.46亿美元，据博尔登表示，这可能严重阻碍载人前往火星的研究进展。

博尔登补充表示这一项目“将保证我们持续每年将几百万美元花费在俄罗斯莫斯科，而非将这笔前投资在美国本土，创造工作机会或者再次在美国本土发送美国人升空。”

同时白宫表示木卫二项目的资金水平是“不切实际的”，它是以“损害帮助我们理解其气候如何发生变化的地球科学项目”为代价。因此，虽然对于行星科学和在太阳系内外搜寻生命来说这笔预算草案是个好消息，但对于其他预算被削减的领域来说却是个坏消息。（编译/严炎刘星）