木卫二或许是发现地外生命的最佳目的地

据国外媒体报道，经过20年的研发和“心碎”，对木卫二的探索终于要开始了。这是我们在太阳系发现外星生命的最佳机会吗？

木卫二是一颗冰冷的行星，只比月球稍小一点。从远处看，木卫二似乎刻有许多深色条纹，就像儿童涂鸦一样。但是当我们仔细观察时，它们实际上是冰上的长裂缝，有时延伸数千公里。许多冰隙中充满了一种未知的污染物，科学家称之为“棕色糊状物”。除了这些冰隙，其他地方的地形也是多变和崎岖的。

木星巨大的引力产生的潮汐力周期性地拉伸和扩张木卫二。但是木卫二崎岖的表面主要是由于这层冰漂浮在液态水的海洋上。

“我们从之前的探索任务中了解到，液态水存在于木卫二的冰壳之下，因此木卫二是发现外星生命最令人兴奋的目标之一。”伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的安德鲁·科茨教授指出。

木卫二的液态水可能深至地表以下80至170米，这意味着木卫二的液态水储量可能是地球上海水总量的两倍。

水对生命至关重要，除此之外，欧罗巴的海洋中可能还有其他物质，比如微生物的能源。不仅如此，这个地下海洋还可能通过各种方式与地表相连，比如少量相对高温的冰屑从冰壳中冒出。因此，对木卫二表面的探索可能有助于我们更好地了解它的地下海洋状况。

这幅图显示了木卫二的等级结构。

图为伽利略拍摄的四张照片。

目前，美国宇航局正在准备两个欧罗巴探索项目，并在休斯顿举行的第48届月球和行星科学会议上进行讨论。

第一次任务被称为欧罗巴快船，预计在2022年开始。第二次任务计划在木卫二表面着陆，预计几年后开始。

美国国家航空航天局喷气推进实验室“木卫二游艇”项目的科学家罗伯特·帕帕拉多博士说:“我们正在探索木卫二适于居住的可能性，并寻找水和能源等必要的生命物质。为了实现这一目标，我们将分析地下海洋和冰壳的组成和地质结构。”

木卫二号快艇探测器将搭载九套设备，包括一台用于拍摄木卫二表面的照相机、一台用于分析其成分的质谱仪、一台可以穿透冰层找到地下水并对冰壳进行三维测绘的雷达，以及一台用于分析海洋特征的磁力计。

然而，自从伽利略号探测器在20世纪90年代发现了木卫二存在于地下海洋的证据后，我们开始意识到木卫二并不是独一无二的。

“在过去十年中，我们在太阳系外发现有海洋的行星并不罕见。这是行星探索中最重要的发现之一。”欧洲快艇项目的科学家科特·尼布尔博士指出。

例如，冰屑从土卫二南极的冰隙中喷射出来。

科学家计划在2020年后对土卫二进行探索任务，但尼伯认为木卫二更有价值:“木卫二比土卫二更大、更丰富，有更多的地质活动、更多的水、更多的储存空间、更多的热量、更多的物质和更稳定的环境。”

但最重要的是，木卫二有一个更理想的周围环境。它的轨道穿透木卫二的强磁场，从而捕获并加速宇宙粒子。在此过程中形成的高强度辐射带对探测器的电子元件极其有害，因此执行任务的时间非常有限，只能持续几个月甚至几周。辐射还影响了木卫二的表面，促进了氧化物的产生。在地球上，氧化物和还原性化合物之间的氧化还原反应只是提供了生命所需的能量。

木卫二号快艇探测器可能能够确定木卫二上是否存在生命。

然而，欧罗巴表面产生的氧化物只有进入地下海洋后才能被微生物利用。幸运的是，地下水涌动的对流过程也能把地表物质带入地下。进入地下海洋后，氧化物会与海水和基岩反应生成的还原剂发生化学反应。

“就像电池一样。阴阳都是至关重要的。”帕拉多解释道。

对于像帕布罗·帕拉多这样的科学家来说，这些计划中的任务意味着20年的梦想将会实现。自从20世纪90年代首次探索欧罗巴的概念以来，科学家们一直在提出各种雄心勃勃的建议，但最终都失败了。

美国和欧洲甚至计划分别向木卫二和木星最大的卫星木卫二发射探测器。然而，由于财政问题，该计划不得不取消。

“18年来，每当有人提出欧罗巴的探索计划，我都会默默祈祷，但最终我只能眼睁睁地看着计划流产。”库尔特·尼伯说。"这条路非常长，它一次又一次地让我们心碎。"

科学家必须首先解决机械方面的挑战，比如木星辐射带的仪器操作。探测器设备必须与钛等金属隔离，但帕尔·帕拉多博士指出，仪器不能保护得太紧，否则就无法探测到木卫二。

因此，为了确保探测器的安全，美国宇航局不得不改变其行动路线。“我们最初认为，既然伽利略已经飞越了木卫二，下一个任务自然是发射轨道探测器。”尼伯说。然而，为了减少辐射，“欧罗巴号”探测器将围绕木星飞行，并在三年半内至少进行45次近距离飞越。"

“我们可以绕过欧罗巴飞行造成的技术问题，提高任务的可行性。同时，我们可以通过增加飞越次数来获得相同的检测结果。”参与该项目的科学家指出。

木卫二附近的光强只有地球的三十分之一。然而，美国国家航空航天局仍然计划使用太阳能电池板为其供电，而不是在外太阳系探索任务中使用其他放射性发电机。

“我们还有很长的路要走。我们必须勤奋，找出我们需要什么样的测绘工作。只有将来获得足够的资金，我们才能顺利开展下一步的研究。”尼伯说。

在过去的20年里，科学家们提出了许多新的木卫二着陆器的设计，证明了登上木卫二将给我们带来很多好处。马拉德空间科学实验室的杰兰特·琼斯博士对一种叫做“穿甲弹”的设计进行了研究。

"这项技术还没有被实际使用，但它是非常可行的."琼斯博士解释道。探测器将从卫星上弹出，“以每秒300米的高速撞击木卫二的表面”，让内部冰层暴露出来供仪器分析。当然，这些仪器是专门设计来承受严重冲击的。

美国宇航局设计的着陆器将使用2012年“好奇号”登陆火星时使用的“空中起重机”技术在木卫二上缓慢着陆。着陆时，着陆器将启动自动着陆系统，实时监控地面情况，避免危险因素。

欧罗巴号快艇探测器可以从空中确定一个合适的着陆点。“它可以寻找地下水接近地表的区域。也许这些地区有更高的温度和有机物。”帕拉多说。

探测器将配备高灵敏度仪器和反向旋转锯，在欧罗巴表面冰层下钻探样品。

“登陆器的目标是获得新的研究样本，这可以通过两种方法实现，一种是在地下深处挖掘，另一种是在地表寻找有喷射活动的区域，因为这些地质活动会将新鲜的地下物质带到地表。”库尔特·尼伯说。

近年来，哈勃望远镜观察到木卫二和土卫二表面的冰碎片从地面喷射出来。但是这些火山爆发太老了，没有意义把着陆器送到这里。我们需要找到更多最近的火山爆发。

因此，科学家需要找出控制这些间歇性喷发的因素。木卫二游艇探测器将确定它们是否与木卫二表面温度相对较高的热点有关。

地球的海洋充满活力，所以很难想象像欧罗巴这样一个地下100公里的没有生命的海洋是什么样子。如果那里真的有外星生命，我们真的能识别它吗？

“这次着陆器任务的目标不仅是探测外星生命，而且是让每个人相信我们已经做到了，”尼伯解释道。“如果我们花了很多钱，结果是一场巨大的争议，这不是一件好事。”

因此，项目团队花了两天时间专门解释这个问题。首先，任何检测结果必须基于通过直接测量获得的大量独立证据。

“这件事不可能一蹴而就。你不能声称在进行调查后发现了外星生命，只有整体结果才是最终结论。”尼伯指出。

其次，科学家提出了解释观测结果的框架。有些结果可能是积极的，有些可能是消极的。“这个框架构建了具有各种结果的决策树。最后的结论要么是“我们发现了外星生命”，要么是“我们没有发现外星生命”。

现在，该团队仍在观望，希望科学界会被他们的计划所感动。

库尔特·尼伯解释道:“我希望相关的讨论能尽快开始，这样当着陆器到达欧罗巴表面时，我们就能专注于数据分析。”