美國宇航局調(diào)查木衛(wèi)二可居住性任務(wù)增冰殼水汽柱研究 _美國

美國宇航局調(diào)查木衛(wèi)二可居住性任務(wù)增冰殼水汽柱研究（配圖）
（報(bào)道）據(jù)中國科學(xué)報(bào)（紅楓）：美國國會(huì)對宇航局（NASA）的一項(xiàng)空間任務(wù)熱情一直很高漲，今年2月初，白宮最終首肯了這項(xiàng)20億美元的調(diào)查木衛(wèi)二可居住性的任務(wù)，這顆衛(wèi)星深部隱藏的咸水海洋或擁有生命。最近，該任務(wù)還增加了一項(xiàng)多少有些調(diào)侃性的目標(biāo)：這顆星球的冰殼似乎噴發(fā)出一些水汽柱，可能把一些有機(jī)分子掠向可以探測到它們的宇宙空間。
但問題在于，這樣的氣柱可能并不存在。2012年，觀察人員用哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測到它們，當(dāng)科學(xué)家通過被木星強(qiáng)烈磁場激起的電子轟擊那些氣柱時(shí)，探測到水分子中的氧氣和氫氣的熒光頻譜。但其他數(shù)十項(xiàng)觀測項(xiàng)目卻并未發(fā)現(xiàn)任何氣柱。這使得近日在美國加州山景城埃姆斯研究中心討論氣柱的出現(xiàn)——或存在——會(huì)如何影響木衛(wèi)二探測計(jì)劃的科學(xué)家處于兩難之境。
一些科學(xué)家表示，將在今年4月底的探測器載荷儀器選擇，不該因?yàn)檫@樣一丁點(diǎn)兒并未證實(shí)的發(fā)現(xiàn)就作出重要改變。但另一些科學(xué)家，包括埃姆斯研究中心天體生物學(xué)家Chris McKay在內(nèi)的科學(xué)家則表示，氣柱——可能來自于木衛(wèi)二的地下海洋——有望為尋找地外生命提供新機(jī)遇，因此應(yīng)該載荷用于探測生命的相應(yīng)儀器。
現(xiàn)在，任務(wù)計(jì)劃者期望在探測器上載荷相機(jī)和雷達(dá)，聚焦了解木衛(wèi)二冰殼結(jié)構(gòu)和地質(zhì)歷史。“目前（建議）的載荷主要目的是地質(zhì)任務(wù) 。”McKay說，“這不是一項(xiàng)天體生物學(xué)任務(wù)；不是一項(xiàng)探尋生命的任務(wù) 。如果有機(jī)會(huì)飛越氣柱，就應(yīng)該檢測有機(jī)質(zhì)狀況。”
McKay與同事正在為這一探測機(jī)遇放手一搏。木衛(wèi)二探測任務(wù)或?qū)⒃诒臼兰o(jì)20年代中期發(fā)射，今年2月份，總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬為該任務(wù)啟動(dòng)提出了3000萬美元的2016年度財(cái)政預(yù)算。這一舉動(dòng)標(biāo)志著政府和國會(huì)之間爭議的結(jié)束，國會(huì)一直堅(jiān)持給探測木衛(wèi)二撥款，盡管NASA一直并未認(rèn)可這項(xiàng)任務(wù) 。
“很明顯，我對這個(gè)項(xiàng)目很興奮！”Robert Pappalardo說，這樣一來，這位在加州帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）工作的木衛(wèi)二“快船”探索項(xiàng)目前期工作科學(xué)家，就可以把頭銜中一直以來的“前期”二字去掉了。“我們在任務(wù)概念制定方面已經(jīng)工作了15年。”
NASA表示，這項(xiàng)任務(wù)要到今年年終時(shí)才會(huì)正式啟動(dòng)，但行星探測科學(xué)家已經(jīng)在擁抱為“快船”制定的探測任務(wù)概念。由于木衛(wèi)二在圍繞木星的一條放射性極強(qiáng)的內(nèi)圍行星帶上運(yùn)行，為了降低探測器在放射環(huán)境性中的暴露，“快船”概念設(shè)想了讓探測器圍繞木星運(yùn)轉(zhuǎn)，而非圍繞木衛(wèi)二本身，并在經(jīng)過45處不同高度之后飛至木衛(wèi)二軌道。2014年7月，即便當(dāng)時(shí)政府尚未對這項(xiàng)任務(wù)提出支持，NASA就已經(jīng)召集科學(xué)家考慮任務(wù)應(yīng)載荷哪些儀器。
現(xiàn)在，研究人員正在討論木衛(wèi)二探測中的哈勃望遠(yuǎn)鏡氣柱研究問題，相關(guān)研究去年發(fā)表于《科學(xué)》雜志。該研究作者之一、得克薩斯州西南研究所行星天文學(xué)家Kurt Retherford表示，他不會(huì)把該任務(wù)朝追逐氣柱的方向過度扭轉(zhuǎn) 。
氣柱發(fā)現(xiàn)于2012年12月，彼時(shí)木衛(wèi)二剛經(jīng)過遠(yuǎn)心點(diǎn)——其距離木星最遠(yuǎn)的軌道上。在那個(gè)位置時(shí)，木衛(wèi)二像潮水一般的冰殼受到的拉力最大，最可能使其產(chǎn)生裂縫。然而，Retherford表示，他和團(tuán)隊(duì)在圍繞遠(yuǎn)心點(diǎn)的其它15個(gè)位置探測氣柱時(shí)，他們的嘗試卻失敗了，并未發(fā)現(xiàn)氣柱存在。今年，Retherford已經(jīng)預(yù)定了利用哈勃望遠(yuǎn)鏡再探測另外10次。“可以肯定的是，除非那些氣柱重現(xiàn)，否則我不支持（任務(wù)）所有載荷儀器聚焦這一方向。”他說。
McKay表示，“快船”還可以拋出獨(dú)立的小衛(wèi)星，在更近的距離以較低的速度檢測氣柱的發(fā)源地。歐空局（ESA）的“卡西尼”號(hào)太空船曾經(jīng)就進(jìn)行過類似的任務(wù)，它釋放過一個(gè)叫作“惠更斯”號(hào)的探測器在2015年著陸土衛(wèi)六。
在埃姆斯研究中心會(huì)議結(jié)束后，NASA行星管理部門主任James Green向《科學(xué)》雜志透露，他正在和ESA討論另一個(gè)空間探測任務(wù)的合作可能性。Green還表示，如果此后證實(shí)氣柱現(xiàn)象確實(shí)存在，木衛(wèi)二載荷儀器可以作出改變。“可能要加載一些儀器。”他說。
【美國宇航局調(diào)查木衛(wèi)二可居住性任務(wù)增冰殼水汽柱研究】McKay已經(jīng)難以平息他的呼吸節(jié)奏了。“我在想象著他們宣布‘探尋地外生命’是木衛(wèi)二的下一個(gè)探測任務(wù) 。”他說。