美国宇航局的下一次木星任务将在木卫二冰冻外壳下寻找生命的成分

美国宇航局的“木卫二快船”任务将于 2024 年发射，前往木星的冰冷第四大卫星木卫二。主要目标是什么？确定这颗木星卫星是否具备行星外生命的生存条件。科学家认为，在木卫二冰冻、有划痕和裂缝的表面下，存在一个巨大的液态海洋，其体积可能是地球的两倍。木卫二和地球一样古老，但它的表面看起来要年轻得多，这表明它随着时间的推移而发生了变化——甚至可能仍在变化。

寻找宜居环境时，液态水是首要迹象，但 Clipper 航天器将尝试确定海洋中是否含有其他维持生命所需的化学物质，如氢、碳或氧。Clipper 还将为科学家提供更近距离的观察。

[相关：美国宇航局的朱诺号轨道器拍摄了木星最大卫星的惊人特写镜头]

约翰霍普金斯大学应用物理实验室的地球物理学家凯特·克拉夫特负责管理欧罗巴快船的不同团队，她说：“我们只有大约 14% 的木卫二表面图像分辨率超过 500 米/像素，这并不是超高分辨率。”她说，这次任务的分辨率将超过 100 米/像素，覆盖至少 30% 的月球表面，甚至可能超过 80%。

密歇根大学空间物理学家、木卫二快船任务磁力仪仪器团队副组长贾先哲说，木卫二快船还将获得有关木卫二感应磁场及其隐藏海洋的更详细数据，例如它的深度和含盐量。

克拉夫特表示，科学家们非常确信木卫二下面存在一片海洋，但木卫二快船可以“真正正式地证实这一点”。

科学家们短期内无法钻透冰层。贾说，就厚度而言，冰层可能“在几公里到几十公里之间”。但木卫二快船可以让他们有机会从上方研究海洋的成分。

[相关：这台显微镜可以在木星的卫星上寻找生命]

根据哈勃望远镜的观测，间歇泉似乎会定期喷发穿过木卫二的冰层，形成延伸到太空的水柱。Clipper 航天器的热像仪和紫外线摄像机将能够寻找海水突破冰层后可能沉淀的点，并研究水的成分，以查明其中是否含有生命所必需的化学物质。Craft 表示，它甚至可以捕捉到间歇泉羽流穿过太空时产生的颗粒。该航天器的雷达将能够确定冰层中是否存在地下水袋，这可以帮助确定羽流是来自这些水袋还是下方的海洋。

航天器上的其他仪器包括两台照相机，它们将以几英尺的分辨率拍摄月球表面的彩色图像。还有一台光谱仪——一种分析光频率以查明物质构成的工具——将试图确定木卫二表面漂浮尘埃的成分。

由于木星附近的强烈辐射，该探测器将绕这颗气态巨行星进入更高的椭圆轨道，并通过一系列飞掠靠近木卫二以进行研究，最近时距离木卫二表面仅 16 英里。

通过研究伽利略号在 90 年代对卫星磁场的测量结果，贾教授帮助确定了木卫二可能存在地下海洋。研究人员惊讶地发现，木星强大的磁场可以在木卫二上“感应”出一个响应的磁场。感应的过程与当你口袋里装着钥匙走过金属探测器时发出警报的过程相同。变化的磁场会导致导电物体产生自己的反磁场。

当时，他们认为木卫二全都是冰。但贾说：“纯冰的导体性能很差。”然而，水的导体性能好得多，只要水里含有某种盐或其他电解质。

克拉夫特说，这艘航天器需要五年半的时间才能到达木星，到达那里后将计划飞越木卫二约 50 次，这样它就可以从几乎每个角度很好地观察这颗卫星。克拉夫特说，木卫二快船的相机可以“立体”操作，从略有不同的角度拍摄图像，以创建木卫二表面的 3D 模型。这样的地图对于未来对这个冰冷世界的地表探测任务非常有用。

[相关：研究人员首次测量了木星的平流层风——这是一个惊人的发现]

克拉夫特说，如果我们在火星上发现生命，那么它很可能与地球有着相同的起源，因为两颗行星距离很近，而且会交换大量碎片。因此，她对未来在木卫二上发现生命的前景特别兴奋，因为与火星不同，木卫二距离地球足够远，“几乎可以肯定，那里的生命与地球上的生命有着不同的起源。我认为这为宇宙中任何地方的生命打开了大门，带来了如此巨大的可能性。”