新的目標——探測那顆冰凍的衛星

自2016年初以來，美國宇航局科學定義小組SDT的21名研究人員制定了一項計劃——建造一個歐羅巴探測器並且送到木衛二。歐羅巴木星的一顆冰凍的衛星，距離地球超過6.2億千米。美國宇航局歐羅巴探測器最早將於2023年發射，一旦著陸，探測器將收集有關衛星地質、組成和內部海洋的重要信息。

美國宇航局噴氣推進實驗室行星科學家Robert Pappalardo表示：「我們並不真正了解歐羅巴，所以我們才會使用歐羅巴探測器，就像我們探索火星一樣，實地探測是最重要的。歐羅巴是一顆真正的冰凍衛星，也許它可以告訴我們很多關於冰凍衛星的消息。我們正試圖理解這些謎團。」他是NASA噴氣推進實驗室的行星科學家，也是此次任務的項目科學家。

任何生命都不會存在於歐羅巴的表面上，很可能它們會隱藏在海洋內部。而在厚厚的冰蓋下，水可以以液態的形式存在，主要是因為我們現在所知道的所有生命都需要水，有了水就很可能擁有生物。

另外，海底的地質活動可以提供化學物質來喂養歐羅巴內部海洋的微生物，這也就表示歐羅巴內部海洋可能擁有一個物種不多的生物鏈。表面厚厚的冰蓋是恰到好處，它可以阻擋撞擊地表的宇宙輻射，還有太陽活動等等。科學家在歐羅巴衛星上還有很多研究要做……

探測器將攜帶一套九個科學載荷，現在九個科學載荷已經確定了，未來可能增加到12或者13個。厚厚的冰蓋之下有很多秘密，而冰蓋本身或者歐羅巴表面也有很多秘密。歐羅巴表面上最常見的特徵是山脊，科學家們不確定這些山脊或者說冰山是如何形成的。另外，來到歐羅巴，你會發現太陽系的一大景觀——冰羽流噴射。冰蓋上的縫隙會將羽流噴射到太空中，這類現象也發生在土星的冰凍衛星土衛二上……

歐羅巴和土衛二有很多相似之處，土衛二在地殼下也有一個地下海洋，但與歐羅巴不同，它只有南極有冰羽流噴射，這可以說是特別的禮物。卡西尼在2005年發現了這些冰羽流噴射，從那時起，卡西尼曾多次飛越土衛二的南極羽流。不過歐羅巴的羽流是全球性的，不像土衛二隻有南極噴發。

旅行者號探測器拍攝到的歐羅巴衛星和其他衛星，歐羅巴是中間那個

另外，似乎有某種力量讓歐羅巴表面的冰塊在其表面移動，驅動它的力量到底是什麼仍然是一個謎，確實是很神奇……「從地質學的角度來看，我們對歐羅巴不是很了解，但是這些任務都會隨著歐羅巴探測器著陸迎刃而解。」歐羅巴任務的項目科學家DavidSenske告訴記者。為了解決這些謎團，宇宙飛船、儀器管理人員都延續了以前制定的任務計劃。

科學探索之路——從未一帆風順

想要順利著陸？困難的因素太多了……首先是軌道規劃，軌道規劃是一項非常複雜的數學數據工作，最終的選擇將精確地決定歐羅巴在任務期間能做些什麼。現在，軌道規劃小組正在不斷針對每個科學載荷的實際情況進行評估，以便能達到最大的研究結果。

第二個重要的挑戰因素是木星周圍可怕的輻射環境……木星周圍的輻射環境對太空飛行器來說就好像地獄，這是因為木星的磁場很大，它捕獲了很多來自太陽的帶電粒子。而且一開始，探測器不會圍繞著歐羅巴運行，而是圍繞木星的軌道飛行，這些軌道大多在有害輻射帶之內。在兩到三年的時間裡，探測器將潛入輻射區超過45次，然後飛快地到達歐羅巴，著陸並且開始下一個階段的探測任務。

除此之外還有一個挑戰就是採取樣本，如何採取樣本，證明歐羅巴擁有有機生命是一個關鍵。SDT與美國宇航局的工程師合作，設計了一種能夠鑽入歐羅巴冰層約15厘米的鑽探模塊，以收集可以在宇宙飛船上進行生命跡象分析的樣本。如果著陸成功，未來的歐羅巴任務可以鑽得更遠，甚至可能到達地下海洋。

除了用鑽頭或切割機提取樣本外，研究小組還為著陸器配備了一個攝像機系統，用來觀察外部情況、分析歐羅巴結冰地殼化學成分的儀器，以及一些監測地質活動的儀器，比如檢波器等等。

藝術家根據數據繪製的歐羅巴表面，滿是混合物冰塊……

其實分析樣本一直是歐羅巴任務最重要的核心之一，現在科學家也在想辦法，首先是如何模擬環境實驗。南極洲冰層，我們來了……

德克薩斯大學奧斯汀地球物理研究所是傑克遜地球科學院的一個研究單位，這個研究所已經成為美國宇航局提供科學鑽孔模塊的機構之一。布蘭肯希普是該科學模塊的主要研究人員之一，他說：「歐羅巴表面溫度很低，但也不是完全無法想像的寒冷。在冰層底部和海洋頂部有一個點，我們的探測器實時觀測水的壓力融度。另外，我們推測冰殼底部的溫度、壓力和鹽度可能與浮冰的底部相同。」

繪製冰蓋地圖也是歐羅巴任務的重中之重

除了分析樣本，歐羅巴探測器還需要使用雷達穿透冰蓋繪製冰蓋地圖，雷達將使用兩個頻率，一個較短的60兆赫波和一個較長的9兆赫波。較長的波可以穿過歐羅巴的冰，不過會有很多因素干擾信號，因此只能在歐羅巴反面遠離行星的地方使用。相反，短波不受木星的影響，但它們更容易受到歐羅巴冰面粗糙度的干擾，精細度會下降。布蘭肯希普說：「基於這種情況，我們會使用兩種頻率，這樣雷達可以提供更全面和清晰的歐羅巴冰殼圖像。」

布蘭肯希普和他在德克薩斯州團隊也在與歐洲航天局和義大利航天局合作，計劃開發一種雷達儀器，目標是木星的衛星Ganymede，這是太陽系中最大的衛星。

強雷射鑽探是一種新的概念，現在科學家還在不斷測試，相信很快可以看到雷射鑽探歐羅巴的圖像

除了美國宇航局鑽探模塊的候選方案之外，還有一種新的概念……這一概念被稱為強雷射冷衝擊法，這是一種比較直接的雷射穿透器，它將使用由光纖纜索攜帶的雷射來穿透歐羅巴的冰蓋。這項任務可以為未來的任務提供進入歐羅巴內部海洋的通道，並使下一代探測器在哪裡繼續尋找生命。

這種獨特的冰滲透方法的優點在於，它可以很容易地與專用的傳感器光纖集成，它還可以容納能夠尋找生物標記物和描述輻射和光環境特徵的儀器。

科學載荷——歐羅巴探測器的靈魂

接下來我們繼續來看看美國宇航局已經確定的9個科學載荷吧，科學載荷一直是探測器的重要靈魂，每一個科學載荷共同合作，才可以為人類揭開歐羅巴的諸多秘密。

磁測深等離子體儀PIMS的工程試驗模型，這是NASA歐羅巴探測器任務中的9種科學載荷之一

磁測深等離子體儀PIMS

磁測深等離子體儀由馬里蘭州勞雷爾約翰·霍普金斯應用物理實驗室研究，該儀器將與磁強計一起工作，未來通過校正歐羅巴周圍等離子體電流的磁感應信號來確定歐羅巴冰層厚度、海洋深度和鹽丰度。

歐羅巴成像光譜儀MISE

歐羅巴成像光譜儀由美國宇航局噴氣動力實驗室製成，它的任務是調查和繪製有機物質、鹽類、酸水合物、水冰相和其他物質的分布情況，以確定歐羅巴海洋的宜居性。

歐羅巴探測器渲染圖，離開地球

歐羅巴成像系統EIS

歐羅巴成像系統EIS由美國宇航局應用物理實驗室APL研製，歐羅巴探測器上的廣角和窄角攝像機將以50米的解析度繪製歐羅巴大部分區域的地圖，並將提供高達100倍解析度的歐羅巴表面區域的圖像。

歐羅巴評估和探測雷達

歐羅巴評估和探測雷達由德克薩斯大學奧斯汀地球物理研究所提供，布蘭肯希普博士希望使用這種雙頻冰穿透雷達儀器繪製歐羅巴表征，並且完善歐羅巴近地表到海洋的冰蓋結構，揭示歐羅巴冰蓋的隱藏結構和內部海洋的秘密。

歐羅巴熱發射成像系統E-THEMIS

歐羅巴熱發射成像系統由坦佩亞利桑那州立大學製造，這種熱發射成像系統將提供高空間解析度，還可以提供歐羅巴多光譜熱成像圖像，以幫助探測活躍的地點，比如一些羽流噴口。

行星探測用質譜儀MASPEX

行星探測用質譜儀由聖安東尼奧西南研究所SwRI研製，該儀器將通過測量歐羅巴極其脆弱的大氣和任何射入太空的表面物質來確定海面和次表層海洋的物質組成。

紫外分光譜儀UVS

紫外分光譜儀也是由聖安東尼奧西南研究所SwRI製作的，這個儀器將採用和哈勃太空望遠鏡相同的技術來探測歐羅巴表面噴發出來的水。UVS相比於E-THEMIS能夠探測到更微小的羽流，還可以提供關於歐羅巴稀薄大氣的組成成分和其他有價值的數據。

歐羅巴探測器由多個部分組成，這是藝術家製作的著陸器想像圖

表麵粉塵質量分析儀

表麵粉塵質量分析儀由博爾德科羅拉多大學研製，該儀器將測量從歐羅巴噴出的小型固體粒子的組成，還有巨型羽流的組成，為未來直接對低空飛行中進行羽流採樣提供機會。

歐羅巴磁強計

磁強計將有助於觀察歐羅巴的磁場，幫助科學家確認歐羅巴海洋的存在，並確定其鹽丰度和深度。該儀器還將探測冰蓋的具體厚度。了解海洋的性質和上面冰蓋的厚度，這對於確定木衛二是否適合居住至關重要，這是這次任務的關鍵科學目標。

前進之路——從來都是充滿坎坷和「失敗」

利用美國宇航局新的太空發射系統SLS，探測器可以直接飛向木星，並於2025年抵達。如果沒有SLS，這段旅程將需要更長的時間，並且需要金星和地球的飛行才能到達正確的軌道。飛越金星意味著離太陽更近。離太陽更近意味著額外的熱屏蔽系統，額外的熱量屏蔽系統則意味著探測器會變得更重……所以SLS火箭是必須的運載火箭。

歐羅巴任務的任務圖標，新的探索之路就像大航海時代……

科學家預估歐羅巴探測器會很重，除了著陸器本身，還有另外三個組成部分：載波中繼級、脫離軌道級和著陸級。美國宇航局並沒有公開表示整個太空飛行器的重量，但目前需要一個深空火箭和地球引力輔助，才能讓它快點前往木星……

一旦進入木星軌道，登陸飛船將用18個月的時間慢慢地向內旋轉到歐羅巴，在途中經過卡利斯托衛星和加尼米德衛星。到達歐羅巴之後，運載火箭載荷和中繼衛星將分離，中繼衛星將開始工作，目前估計，著陸器沒有能力獨自給地球發送信號。

冰蓋下是什麼世界？藝術家根據現有數據繪製的冰蓋與內部液體海洋

大家知道好奇號火星探測器和其他火星探測器都有一個「可怕七分鐘」，這七分鐘之內，探測器會降落在火星表面，這是一個令人痛苦的過程……在歐羅巴上，這7分鐘可能變得更長，更難熬……

可能失敗——科學家的前行與進取

探索之路永遠都有失敗相伴，正因為如此，科學家才要挑戰不可能，每一次探索任務都寄託了人類對宇宙，太陽系，星球和所有天體的好奇。宇宙非常的奇妙，也非常巨大，但是人類如果是唯一的生命體，那該怎麼辦呢？

90%可能SLS火箭將運載歐羅巴探測器，探測器是個大傢伙，再加上距離遙遠，只能通過SLS運載

也許外星生命就在我們的眼前，不會那麼遙遠……

新的目標，新的探索之路，歐羅巴，加油！