


歐洲航天局(ESA)新研制的“木星冰衛星探測器(JUICE)”當地時間4月14日搭乘阿麗亞娜5型火箭從法屬圭亞那庫魯航天基地成功發射,標志著探測器開啟飛往木星為期8年的漫長旅程,去尋找木星的冰凍衛星中可能存在的外星生命棲息地。它最終將圍繞木星的最大衛星木衛三運行,成為史上第一個繞月球以外的天然衛星飛行的探測器。
旅程曲折
利用其他行星的引力而前行
據法新社報道,火箭在巴黎時間14日14時14分(北京時間14日20時14分)升空,大約半小時后,在距離地球1500公里處,木星冰衛星探測器與火箭成功分離。由于風暴雷電天氣原因,本次發射實際上比原計劃推遲24小時。
探測器將經歷曲折迂回的旅程。木星與地球最近的距離約為6.3億公里,但探測器不會直接到達木星,而是會利用其他行星的引力經過復雜的重力輔助操作而前行,包括利用其他行星的引力來獲得速度。
它將首先飛過月球和地球,預計2025年飛越金星,2029年再次飛越地球,2031年才最終進入木星系,總里程接近66億公里。
法國宇航員托馬斯-佩斯凱告訴法新社:“太空探索正在以小步快跑方式將人類知識的邊界向前推進。”
主要任務
探測木星及其三顆冰衛星
木星冰衛星探測器重約6噸,攜帶光學相機、成像光譜儀、雷達、高度計和磁力儀等10個由空客公司設計的科學儀器,將研究木星的衛星表面的冰殼及化合物成分,也將探測木星的大氣層和磁場,搜尋是否存在適合生命棲息的區域。
在設計方面,探測器有多層保護,以免受極端溫度的影響。探測器還配備了總面積達85平方米的太陽能電池板,以便在陽光較弱的環境中保持供電。
木星冰衛星探測器的主要任務包括探測木星及其三顆冰衛星——木衛二、木衛三和木衛四。此前探索表明,它們表面覆蓋著一層厚厚的冰,其冰面下可能存在海洋,這類衛星也被稱作冰衛星。
歐航局科學部主任芒德爾解釋說,木星系具備“一個小型太陽系的所有要素”,對其探索將有助于研究太陽系的運作以及行星如何形成,從而嘗試回答“人類在宇宙中是否唯一”。
除歐航局外,美國航天局(NASA)也在開展木星探測任務。美國“朱諾”木星探測器2011年發射升空,2022年9月近距離飛越木衛二,并向地球傳回它拍攝的照片。美國還計劃發射“歐羅巴快帆船”探測器,探索又名“歐羅巴”的木衛二是否可能存在生命。
聚焦
太陽系宜居帶向木星系延伸?
那里是否會有地外生命存在?
在我們所在的太陽系中,浩瀚的、隱藏已久的海洋會存在外星生命嗎?科學家表示,針對木星系的木星冰衛星探測器將為人類翻開尋找地外生命的新篇章。
液態水對生命而言極其重要
410多年前,意大利天文學家伽利略首次發現木星的四顆冰衛星,分別是木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。但由于它們距離太陽太遠,長期以來一直未被認為是在人類后院孕育生命的可能候選地。
法國天體物理學家雅典娜·庫斯特尼斯表示,直到最近,太陽系的宜居帶還被認為“終結在火星”,但美國航天局(NASA)1995年向木星發射的“伽利略”號探測器以及后來的“卡西尼”號飛船前往土星的旅程,讓科學家們開闊了眼界。
木星和土星均為氣態巨行星,本身已被排除適合生命存在。但它們的冰衛星——尤其是木星的木衛二和木衛三,以及土星的土衛二和土衛六(即“泰坦”)——給可能的生命帶來了新希望。
在它們的冰面之下被認為是巨大的液態水海洋,而液態水對生命而言是極其重要的成分?茖W家尼古拉斯·阿爾托貝利說,木星冰衛星探測器升空將是人類首次探索火星和木星之間的“冰凍線之外的棲息地”。“在這條線之外,氣溫就會直線下降,地表已無法再存在液態水。”
到2031年7月,木星冰衛星探測器將進入木星的軌道,然后探測木衛三、木衛二和同為冰衛星的木衛四。2034年,探測器將進入木衛三的軌道,用8個月時間環繞木衛三軌道飛行,最近可抵達距離該衛星400公里處。
木衛三除了是太陽系中最大的衛星外,也是唯一擁有磁場的衛星,這可以保護它免受輻射。這只是木衛三暗藏的海洋能為生命提供穩定環境的幾個跡象之一。
除了水和能源,生命還需要營養
與火星探測任務不同的是,科學家希望木星的冰衛星仍是有機物生存的家園,哪怕只是微小的或單細胞的有機物。這樣的宜居性需要一個動力源。由于沒有來自太陽的能量,這些衛星可以利用木星對其施加的重力。這股力量產生潮汐加熱過程,使衛星內部變暖,并使它們的水持續具有流動性。
科學家發現,諸如細菌和原始細菌之類的微小微生物能夠在沒有陽光的情況下在地球上生存,這帶來了其他地方的生命也能這樣存活的希望。
除了水和能源,生命還需要營養。庫斯特尼斯說,一個很大的問題是,木衛三的海洋中“是否含有必要的化學元素”。例如,海洋需要能夠吸收掉落在衛星表面的任何東西所產生的營養物質,這些物質最終會溶解到水里。
所以,木星冰衛星探測器所帶的科學儀器將探測木衛三的海洋,以確定它距離木衛三外表的深度和其成分。屆時,數據將解開科學家長久以來持有的上述疑問。