美國(guó)宇航局的歐羅巴快船任務(wù)將尋求表征歐羅巴內(nèi)部的海洋。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)
（神秘的船美北京包夜學(xué)生妹（電話微信199-7144-9724）一二線城市外圍模特伴游預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（By Keith Cooper）：歐羅巴快船是美國(guó)宇航局的任務(wù)，旨在探索木星的國(guó)宇衛(wèi)星歐羅巴，并確定其地下海洋是航局否適合居住。
它計(jì)劃于2024年10月6日發(fā)射，新天星搭載SpaceX獵鷹重型火箭。體生
科學(xué)家稱，物學(xué)衛(wèi)星歐羅巴是任務(wù)由意大利天文學(xué)家伽利略·伽利雷于1610年發(fā)現(xiàn)的，是指南旨探太陽(yáng)系中最有希望尋找地球以外生命的地方之一。
歐羅巴快船什么時(shí)候下水？索木
耗資50億美元的歐羅巴快船飛船計(jì)劃于2024年10月6日從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心的39A發(fā)射中心發(fā)射升空，搭載SpaceX獵鷹重型火箭。歐羅歐羅首先，巴快巴它將朝向火星。船美
2025年2月27日，國(guó)宇歐羅巴快船將從這顆紅色星球獲得一個(gè)引力輔助，竊取火星的一些動(dòng)量，將其甩回地球。美國(guó)宇航局的歐羅巴快船任務(wù)頁(yè)面解釋說(shuō)，2026年12月1日，飛船將獲得地球引力的幫助，并被高速拋向木星。軌道科學(xué)家稱之為火星-地球重力輔助(MEGA)軌道。
木衛(wèi)二快船什么時(shí)候到達(dá)木星？
歐羅巴快船將于2030年4月11日抵達(dá)木星，屆時(shí)它將進(jìn)入一個(gè)圍繞這顆氣態(tài)巨行星的漫長(zhǎng)環(huán)形軌道，科學(xué)家在發(fā)表在《制導(dǎo)、控制和動(dòng)力學(xué)雜志》上的一篇論文中解釋道。根據(jù)科羅拉多大學(xué)博爾德分校大氣和空間物理實(shí)驗(yàn)室的北京包夜學(xué)生妹（電話微信199-7144-9724）一二線城市外圍模特伴游預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源說(shuō)法，該航天器將花費(fèi)一年時(shí)間調(diào)整其圍繞木星的軌道，微調(diào)其軌道，使其足夠接近木衛(wèi)二，以進(jìn)行近50次近距離飛越中的第一次。
因?yàn)檩椛涞奈ｋU(xiǎn)，歐羅巴快船將環(huán)繞木星而不是歐羅巴。木星有幾十顆衛(wèi)星；四顆最大的衛(wèi)星被稱為伽利略衛(wèi)星。按照它們與木星的距離排列，它們是火山木衛(wèi)一(它如此接近，以至于被木星巨大的引力所拉伸和擠壓)、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四。美國(guó)宇航局解釋說(shuō)，作為木星之外的第二個(gè)大衛(wèi)星，木衛(wèi)二位于木星磁氣圈的深處，這是由木星強(qiáng)大的磁場(chǎng)產(chǎn)生的巨大磁封套。帶電粒子以等離子體的形式在磁氣圈中穿梭，如果飛船停留在磁氣圈深處，其能量足以燒毀飛船的電子設(shè)備。
因此，歐羅巴快船，就像美國(guó)宇航局之前的朱諾任務(wù)一樣，將采用橢圓形軌道，使其遠(yuǎn)離木星和大部分軌道的輻射，然后一次又一次地靠近歐羅巴，然后返回。這將允許航天器每次飛越月球的不同部分，以調(diào)查整個(gè)表面。
歐羅巴快船為什么要去木星附近？
藝術(shù)家的插圖顯示了木星衛(wèi)星歐羅巴的內(nèi)部可能是什么樣子。(Image credit: NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll)
美國(guó)宇航局正在派遣一艘宇宙飛船調(diào)查木衛(wèi)二，因?yàn)樗翘?yáng)系中最有希望尋找外星生命的地方之一。幾項(xiàng)任務(wù)——包括先鋒10號(hào)和11號(hào)，旅行者1號(hào)和2號(hào)，伽利略號(hào)，朱諾號(hào)，卡西尼號(hào)和新視野號(hào)——收集了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明木衛(wèi)二內(nèi)部包含一個(gè)巨大的海洋，根據(jù)美國(guó)宇航局的估計(jì)，在一個(gè)厚2至20英里(3至30公里)的冰殼下。
天體生物學(xué)家想知道哪里有水，哪里就有生命。歐羅巴快船將至少近距離飛越木星衛(wèi)星45次。從飛船在木衛(wèi)二表面上方的有利位置，木衛(wèi)二快船應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二海洋中的條件是否適合我們所知的生命。
專家解答的歐羅巴快船常見(jiàn)問(wèn)題
我們向在加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研究木衛(wèi)二快船的NASA博士后研究員馬歇爾·斯蒂辛斯基(Marshall Styczinski)詢問(wèn)了一些關(guān)于這次任務(wù)的常見(jiàn)問(wèn)題。
馬歇爾·斯蒂辛斯基美國(guó)宇航局博士后研究員
Marshall Styczinski是美國(guó)宇航局的博士后研究員，在加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研究木衛(wèi)二快船。
為什么木衛(wèi)二對(duì)行星科學(xué)如此重要？
我們有強(qiáng)有力的證據(jù)證明那里有液態(tài)水海洋！所有已知的生命都需要水，海洋中的條件可以告訴我們很多關(guān)于木衛(wèi)二的歷史，以及為什么它看起來(lái)是這樣，從里到外。更好的是，木衛(wèi)二的海洋很可能與多巖石的海底接觸。這意味著我們預(yù)計(jì)化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生熱液噴口，就像在地球的海洋中一樣。熱液噴口支撐著地球上欣欣向榮的生態(tài)系統(tǒng)，所以它們可能在歐羅巴上做著同樣的事情。
木星的強(qiáng)烈輻射也會(huì)在表面產(chǎn)生氧化劑。微生物需要氧化劑，就像地球上的火需要燃料和氧氣來(lái)維持燃燒一樣。除了熱液噴口產(chǎn)生的氣體，歐羅巴的海洋中可能還有生命開(kāi)始、生長(zhǎng)和生存所需的一切。了解這些活動(dòng)在木衛(wèi)二內(nèi)如何進(jìn)行以及在何處進(jìn)行，將有助于我們確定木衛(wèi)二內(nèi)是否存在生命，以及我們?nèi)绾螌⑼瑯拥募夹g(shù)應(yīng)用于其他衛(wèi)星和行星。
木衛(wèi)二快船將尋找什么可居住的跡象？
這么多東西！歐羅巴快船上的所有調(diào)查都是為了更好地了解歐羅巴，包括海洋是否適合居住。其他地方，比如冰殼的融化部分，也可能適合居住，如果我們能找到它們，我們也會(huì)研究它們。我的專長(zhǎng)是磁場(chǎng)和地球物理學(xué)，所以我會(huì)說(shuō)。
我們可以通過(guò)結(jié)合重力場(chǎng)、磁場(chǎng)和冰穿透雷達(dá)的測(cè)量來(lái)限制海洋的特性。重力幫助我們計(jì)算出海底有多深，磁場(chǎng)與溶解在水中的鹽的數(shù)量和類型有關(guān)，雷達(dá)可以在飛越時(shí)告訴我們冰殼的厚度。
我們需要其他儀器的測(cè)量結(jié)果來(lái)更好地了解海洋中可能存在哪種鹽。當(dāng)我們把所有的東西放在一起，我們可以推斷出海洋存在的壓力、溫度和含鹽量。然后，與類似的地球環(huán)境進(jìn)行比較，讓我們了解海洋的可居住性。透過(guò)20英里(32公里)厚的冰層向下窺視海洋需要做很多事情！
我們認(rèn)為歐羅巴的海洋有多深？
我們從伽利略號(hào)上獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)給出了海洋深度和其上冰殼厚度的一個(gè)相當(dāng)大的范圍。大多數(shù)估計(jì)海洋深度在31到93英里(50到150公里)之間，冰殼厚度在3到25英里(5到40公里)之間。這些估計(jì)來(lái)自對(duì)木衛(wèi)二的重力場(chǎng)、磁場(chǎng)和表面狀況的解釋。一些表面特征——如溫度、隕石坑形狀和地形類型——將冰殼的厚度限制在一定范圍內(nèi)。冰殼如何隨時(shí)間變化的地球物理模型對(duì)于解釋測(cè)量結(jié)果也很重要。
太空船在木星會(huì)受到多少輻射？
我們有一個(gè)指南，說(shuō)明歐羅巴快船能夠承受多少輻射，并仍能正常工作。宇宙飛船對(duì)輻射的反應(yīng)與人類不同，所以這些數(shù)字有點(diǎn)難以聯(lián)系起來(lái)。在目前的任務(wù)計(jì)劃中，我們預(yù)計(jì)在不到50次的飛越中接收大約3兆拉德(Mrad)。Europa Clipper設(shè)計(jì)有抗輻射組件，為強(qiáng)輻射做好了充分準(zhǔn)備。這項(xiàng)任務(wù)是圍繞木星的橢圓形軌道設(shè)計(jì)的，這使我們有足夠的時(shí)間在遠(yuǎn)離行星的低輻射環(huán)境中發(fā)回我們?cè)诮咏拘l(wèi)二時(shí)收集的數(shù)據(jù)。
基于我有史以來(lái)最喜歡的圖表之一XKCD輻射圖——和我對(duì)航天器將經(jīng)歷的輻射類型的估計(jì)，在每次飛越中，木衛(wèi)二快船將承受大約6到10倍于人類的致命劑量。不過(guò)，這種輻射量對(duì)飛船來(lái)說(shuō)并不是什么大問(wèn)題，因?yàn)樗谟?jì)算方面有很多冗余設(shè)計(jì)，并且由堅(jiān)固的部件制成。在這個(gè)項(xiàng)目上，我們有很多優(yōu)秀的工程師，他們有針對(duì)這些環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)！
關(guān)于歐羅巴快船的一切
歐羅巴快船將是美國(guó)宇航局向另一個(gè)行星系統(tǒng)發(fā)射的最大的航天器。歐羅巴快船的大部分尺寸來(lái)自其太陽(yáng)能電池板陣列，當(dāng)部署時(shí)，將跨越100英尺(30米)——比一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)長(zhǎng)。因?yàn)槟拘请x太陽(yáng)的距離，它必須這么大；這顆巨大的行星離太陽(yáng)的距離是地球的五倍，那里的太陽(yáng)光線比照亮我們星球的光線弱25倍，所以需要更多的面積來(lái)收集足夠的陽(yáng)光為航天器提供動(dòng)力。沒(méi)有太陽(yáng)能電池板，飛船的大部分高度為16英尺(5米)。歐羅巴快船的“干質(zhì)量”——即不包括燃料的質(zhì)量——為7145磅(3241千克)。根據(jù)美國(guó)宇航局的說(shuō)法，發(fā)射時(shí)，它的油箱裝滿了推進(jìn)器燃料，歐羅巴快船將大約13，000磅(6，000公斤)。
為了抵御木星和木衛(wèi)二附近環(huán)境的有害輻射，飛船的電子設(shè)備被封裝在一個(gè)0.3英寸厚(9毫米)的鋁壁裝甲“拱頂”內(nèi)，類似于美國(guó)宇航局朱諾飛船上輻射拱頂?shù)脑O(shè)計(jì)。
歐羅巴快船儀器
歐羅巴快船上的許多科學(xué)儀器將被用來(lái)徹底描述這顆冰冷的衛(wèi)星。
木衛(wèi)二成像系統(tǒng)(EIS，發(fā)音為“ice”)包括廣角和窄角800萬(wàn)像素相機(jī)，將對(duì)木衛(wèi)二表面的90%進(jìn)行成像，分辨率至少為每像素330英尺(100米)。美國(guó)宇航局表示，在最近的飛越中，當(dāng)航天器到達(dá)距離月球16英里(25公里)以內(nèi)時(shí)，圖像分辨率將高達(dá)每像素1.5英尺(0.5米)。
木衛(wèi)二熱輻射成像系統(tǒng)(E-THEMIS)將在紅外光下觀察木衛(wèi)二的表面，尋找可能表明更接近表面的液態(tài)水存在的更溫暖的區(qū)域。
木衛(wèi)二的測(cè)繪成像光譜儀(MISE)將把木衛(wèi)二表面反射的光分成光譜。光譜中的任何暗線或亮線都會(huì)暴露出某些分子的存在，如對(duì)生命至關(guān)重要的有機(jī)分子，以及各種冰和鹽，它們可以給出地下海洋組成的一些指示。
歐羅巴紫外攝譜儀(歐羅巴-UVS)也將把來(lái)自歐羅巴表面的光分解成其成分波長(zhǎng)——在這種情況下，是紫外光——再次在光譜中尋找發(fā)射線和吸收線，這將揭示表面冰的分子組成。該儀器還將尋找通過(guò)地表噴口噴出的水蒸氣羽流；這些噴流先前已經(jīng)被哈勃太空望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到。
木衛(wèi)二高高噴射在表面上方的水羽流也將由行星探索/木衛(wèi)二質(zhì)譜儀(MASPEX)進(jìn)行研究，該質(zhì)譜儀將在航天器飛過(guò)羽流時(shí)從羽流中收集氣體。MASPEX將分析這些氣體，尋找可能構(gòu)成生命的有機(jī)分子，或可能作為微生物生命食物來(lái)源的分子。
表面塵埃質(zhì)量分析儀(SUDA)也將研究來(lái)自木衛(wèi)二的物質(zhì)——在這種情況下，分子通過(guò)微隕石的持續(xù)轟擊從表面爆炸。根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局的說(shuō)法，微小的撞擊分散在冰冷的表面，以至于在任何時(shí)候，都有大約1100磅(500公斤)的表面物質(zhì)漂浮在木衛(wèi)二脆弱的“大氣層”中，稱為外逸層。研究這些微小的冰和塵埃顆粒給了木衛(wèi)二Clipper一種無(wú)需著陸直接評(píng)估表面物質(zhì)的方法。
歐羅巴評(píng)估和探測(cè)雷達(dá):海洋到近地表(REASON)是一種穿透冰的雷達(dá)，它將觀察歐羅巴表面以下，搜索來(lái)自下面海洋的雷達(dá)回波，或冰殼中的液態(tài)水袋，以確定殼的厚度和海洋的深度，并根據(jù)雷達(dá)反射提供一些關(guān)于冰殼結(jié)構(gòu)的線索。
Europa Clipper磁力計(jì)(ECM)也將能夠通過(guò)研究木星巨大的磁氣圈在Europa鹽海洋中誘導(dǎo)的磁場(chǎng)，確定海洋深度和鹽度以及冰殼厚度的細(xì)節(jié)。當(dāng)木星繞其軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁氣圈也在旋轉(zhuǎn)，磁氣圈的時(shí)間變化會(huì)影響木衛(wèi)二的感應(yīng)磁場(chǎng)。通過(guò)探測(cè)這些變化，ECM小組希望了解一些關(guān)于磁場(chǎng)產(chǎn)生的海洋的情況。
同樣，用于磁探測(cè)的等離子體儀器(PIMS)將研究木衛(wèi)二如何與木星的磁層和其中包含的等離子體(帶電氣體)相互作用。PIMS將尋找歐羅巴磁場(chǎng)扭曲磁層的地方，從而揭示更多關(guān)于海洋深度、電導(dǎo)率和冰殼厚度的信息。(歐羅巴的磁場(chǎng)會(huì)因海洋深度不同而表現(xiàn)不同。)
除了這些儀器，歐羅巴快船將攜帶重力/無(wú)線電科學(xué)實(shí)驗(yàn)。使用地球和歐羅巴快船上的無(wú)線電天線，科學(xué)家將能夠測(cè)量歐羅巴的重力場(chǎng)。他們將通過(guò)測(cè)量當(dāng)木衛(wèi)二在其橢圓軌道上靠近木星時(shí)，而不是遠(yuǎn)離木星時(shí)，木星的引力如何拉動(dòng)和拉伸木衛(wèi)二的形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。木衛(wèi)二經(jīng)歷的潮汐力略微改變了衛(wèi)星的形狀，使其更加扁圓，同時(shí)也改變了木衛(wèi)二重力場(chǎng)的形狀。通過(guò)測(cè)量無(wú)線電信號(hào)在穿過(guò)這種變化的重力場(chǎng)時(shí)如何受到影響，科學(xué)家將更好地了解木衛(wèi)二內(nèi)部的彎曲程度。它彎曲得越厲害，海洋就越深，冰殼就越薄。
歐羅巴快船會(huì)發(fā)現(xiàn)生命嗎？
簡(jiǎn)而言之，答案是否定的。歐羅巴快船任務(wù)的首要目標(biāo)是確定歐羅巴海洋的可居住性。為了查明它是否真的有人居住，需要在表面著陸，鉆透冰殼，進(jìn)入海洋。
木衛(wèi)二快船任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)是什么？
利用這張美國(guó)宇航局的信息圖，更詳細(xì)地探索木星的冰衛(wèi)星歐羅巴。(Image credit: NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech)
歐羅巴快船有三個(gè)科學(xué)目標(biāo):確定冰殼的厚度，了解海洋與表面的相互作用；分析海洋的成分，以確定它是否真的有形成和維持生命的成分；并繪制木衛(wèi)二的地質(zhì)圖，尋找近期構(gòu)造活動(dòng)的跡象，重新浮出水面或水蒸氣羽狀物可能正在排放的區(qū)域，這可以告訴我們更多關(guān)于海洋深度的信息。
行星科學(xué)家認(rèn)為，歐羅巴的海洋水量可能是地球所有海洋水量總和的兩倍。他們還認(rèn)為，在木衛(wèi)二巖石核心和海底之間的界面上，可能存在熱液噴口，作為潛在微生物生命的能源。
木衛(wèi)二無(wú)空氣的表面很冷，正午時(shí)分赤道溫度約為零下225華氏度(零下143攝氏度)，盡管海洋溫度較高，但其中的鹽起到了防凍劑的作用。但是木衛(wèi)二被認(rèn)為已經(jīng)保持了40多億年的地質(zhì)穩(wěn)定性，所以盡管條件寒冷，那里的任何潛在生命都有足夠的時(shí)間發(fā)展和進(jìn)化。
作者:探索
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