神秘气柱考验NASA未来空间探测项目

科学家们已经从木卫二的冰壳中构想出一张木星的照片。资料来源:美国航天局

美国国会一直对美国国家航空航天局的太空任务充满热情。今年2月初，白宫最终批准了耗资20亿美元的调查木卫二适居性的任务。卫星深处隐藏的盐水海洋可能有生命。最近，该任务还增加了一个颇具讽刺意味的目标:地球的冰壳似乎释放出一些水蒸气柱，这些水蒸气柱可能会将一些有机分子扫入可以被探测到的空间。

但问题是这样一个专栏可能不存在。2012年，观察者用哈勃望远镜观察到了它们。当科学家用木星强磁场激发的电子轰击这些气体柱时，他们检测到水分子中氧和氢的荧光光谱。然而，在其他几十个观测项目中没有发现气柱。这使得最近在美国加州山景城艾姆斯研究中心讨论气柱的出现或存在将如何影响欧罗巴的探索计划的科学家们进退两难。

一些科学家说，今年4月底之前探测器装载仪器的选择不应该因为这样一个小小的未经证实的发现而有重大改变。然而，包括艾姆斯研究中心的天体生物学家克里斯·麦凯在内的其他科学家表示，可能来自木卫二地下海洋的气体柱有望为发现外星生命提供新的机会，因此应该装载相应的探测生命的仪器。

现在，任务规划者希望在探测器上安装摄像头和雷达，以专注于了解欧罗巴冰壳的结构和地质历史。"目前(建议的)负荷主要针对地质任务."麦凯说，“这不是一个天体生物学任务；寻找生命不是使命。如果有机会飞越气柱，就应该探测到有机物。”

麦凯和他的同事们给了这个探索的机会。欧罗巴探测任务可能在20世纪20年代中期发射。今年2月，巴拉克·奥巴马总统提出了一项3000万美元的2016年财政预算，用于启动这项任务。此举标志着*和国会之间的争端的结束，国会一直坚持资助欧罗巴，尽管美国宇航局还没有批准这项任务。

"显然，我对这个项目非常兴奋！"罗伯特·帕帕拉多说，通过这种方式，在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL)从事欧罗巴“快船”探索项目前期工作的科学家可以从标题中去掉“初步”一词。" 15年来，我们一直致力于任务概念的制定."

美国宇航局表示，这项任务要到今年年底才会正式开始，但行星探索科学家已经接受了快船队探测任务的概念。由于木卫二运行在围绕木星的高放射性内行星带上，为了减少探测器暴露在辐射环境中，“快船”的概念设想探测器运行在木星周围，而不是木卫二本身，并在经过45个不同高度后飞向木卫二轨道。2014年7月，尽管*还没有支持这项任务，但美国航天局已经召集科学家考虑在这项任务中应该装载哪些仪器。

目前，研究人员正在讨论哈勃太空望远镜在欧罗巴探索中的气柱研究。相关的研究发表在去年的《科学》杂志上。这项研究的作者之一、得克萨斯西南研究所的行星天文学家库尔特·雷瑟福德说，他不会把任务过多地转向追逐气体柱。

气体柱是在2012年12月被发现的，当时欧罗巴刚刚经过了它离木星最远的轨道——远地点。在那个位置上，木卫二的潮汐冰壳最容易被拉断，也最有可能破裂。然而，雷瑟福德说，当他和他的团队在远心点周围的其他15个位置探测气体柱时，他们的尝试失败了，没有发现气体柱。今年，雷瑟福德计划用哈勃望远镜进行另外10次探测。“可以肯定的是，除非那些气柱重新出现，否则我不支持所有聚焦在这个方向的负载仪器。”他说。

麦凯说，“快船”还可以发射独立的小卫星，在更近的距离以更低的速度探测气体柱的起源。欧空局的卡西尼号航天器以前也执行过类似的任务，在2015年释放了一个名为惠更斯的探测器，并在土卫六上着陆。

埃姆斯研究中心会议后，美国宇航局行星管理局局长詹姆斯·格林告诉《科学》杂志，他正在与欧空局讨论另一项太空探索任务的可能性。格林还说，如果后来证实气柱现象确实存在，欧罗巴的有效载荷仪器可以更换。"有些仪器可能需要装载."他说。

麦凯几乎无法平静他的呼吸节奏。“我想象他们宣布‘探索外星生命’是欧罗巴的下一个探索任务。”他说。(红枫)

《中国科学新闻》(国际，第三版，2015年3月19日)

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