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核心提示:穿透木衛二的冰層這個巨大的難題,冰殼厚度可能在15至25公里,於是NASA科學家考慮了一種核動力鑽頭,能夠在3年內穿透14公里厚的冰層,可攜帶200公斤的科學載荷。這種技術也有可能讓我們對南極冰層下方的湖泊進行探索,顯然是一舉多得。

圖片解讀:木衛二上有冰下海洋,科學家認為下方存在生命

圖片解讀:這是木衛二核動力鑽頭的示意圖

過去20年,NASA在火星尋找生命的任務全面展開,目前仍然沒有找到火星生命的證據。不過我們已經發現,火星上有水,曾經有海洋,現在有季節性水流,這說明在地球之外,確實有天體存在液態水。木衛二和土衛二的冰下海洋已經在理論上被證實,但是沒有實地勘察。

前往木衛二

根據我們現有的天體生物學理論,有水的地方就有可能有生命,於是木衛二和土衛二一下子就吸引了一些科學家的目光,這裡也有可能是下一個天文生物學的前沿。但並不是說火星的調查就沒有機制,過去20年,NASA在火星上投入100多億美元的資金進行研究、研發探測器,得出了火星死亡之謎、火星數十億年前有一個溫暖的全球海洋等結論,就差生命痕跡了。

圖片解讀:木衛二的破冰之旅需要一次撞擊

圖片解讀:用來撞擊木衛二表面冰層的探頭

在太陽系外側軌道上的一些天體,也有大量的液態水,最有趣的是木衛二和土衛二,它們的冰下海洋很可能與岩石圈接觸,因此會出現讓我們更加意外的各種複雜化學反應,這些反應產生的能量可以供給微生物使用。在木衛二和土衛二上的黑暗海洋中,許多科學家認為這裡有微生物,因為在地球的同類環境中也有微生物。因此我們需要探測器進行調查,這些探測器要能潛水。

美國宇航局已經投入了幾千萬美元用來研究木衛二,這個計劃被命名為歐羅巴快帆,預計在2020年代中期發射,在抵達木星軌道後對木衛二進行數十次飛掠,對木衛二表面冰層進行深入研究,並且用雷達繪製木衛二海底地貌,評估海洋深度。歐洲航天局的探測器也計劃於2022年發射,一起研究木衛二。

圖片解讀:科學家在南極進行鑽探測試,研究冰下微生物

3年內穿透14公里厚冰層的“金箍棒”

我們要徹底讓木衛二奧祕被揭開,還需要地面偵察,NASA已經在開發木衛二的著陸器,能夠挖掘10釐米的冰層。不過在木衛二的表層,難有生命跡象,因為木星的強大輻射會讓這裡“一毛不拔”。NASA科學家計劃研發一個鑽冰機器人,能夠像烏賊一樣在木衛二的海洋中游蕩。穿透木衛二的冰層這個巨大的難題,冰殼厚度可能在15至25公里,於是NASA科學家考慮了一種核動力鑽頭,能夠在3年內穿透14公里厚的冰層,可攜帶200公斤的科學載荷。這種技術也有可能讓我們對南極冰層下方的湖泊進行探索,顯然是一舉多得。

圖片解讀:木衛二和土衛二將成為未來10年探索的熱門

約翰-霍普金斯大學的研究小組給出了另一種建議,可以用熱力和機械手段切入冰層,開發一種混合鑽探系統,利用機械鑽來破壞冰層,但仍然需要足夠強大的能量供應,看來核動力是最佳的方案,堪稱核動力“金箍棒”,NASA第一個外星生命獵手。除了鑽探外,通訊也是一個問題,一旦鑽頭深入冰層,極有可能與地球失去聯絡,因為如果在鑽頭後面部署一根通訊天線,那麼電纜會被冰層的構造運動切斷,這是NASA需要攻克的難題。

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