「欧罗巴快船」成功发射 探索木卫二是否可蕴含生命

10月14日,猎鹰重型火箭带着欧罗巴快船,前往木星系统,要调查木星二是否适合孕育生命。(图/NASA)

美国航太总署NASA开发的「欧罗巴快船」(Europa Clipper)木卫二探测器,在10月14日于佛罗里达州甘迺迪太空中心发射升空,探测器在猎鹰重型火箭(Falcon Heavy)的推升下成功进入太空,开启为期10年的漫长航行,目标是木星的海洋卫星木卫二的初步生物学调查任务。

太空网(Space.com)报导,NASA发射评论员奈尔(Derrol Nail)在播报发射实况时说道: 「猎鹰重型火箭带着欧罗巴快船升空,未来将揭开潜伏在木卫二卫星冰冷外壳下的巨大海洋神秘面纱。」

这场发射比原计划晚了几天,原本定于10月10日发射,但是超级飓风米尔顿(Milton)袭来,任务只能推迟。NASA严阵以待以抵御风暴。欧罗巴快船被固定在 39A 发射台附近的 SpaceX 机库内。

这次的发射是猎鹰重型火箭的第 11 次发射,也是第二次星际任务。在轰鸣声中,27具梅林火箭引擎全力推进,两侧助推器的在发射后三分钟耗尽所有燃料才脱离,并不预留返航的燃料,因此并没有回收。

通常情况下,SpaceX 猎鹰重型火箭和猎鹰 9 号火箭,其第一级助推器会保留足够的燃料来进行返航着陆,以便回收和重复使用。但这一次不同,由于欧罗巴快船需要更快的速度才能摆脱地球引力,所以这一次猎鹰重型火箭都不回收。

这是一次对猎鹰重型火箭来说具有里程碑意义的任务。去年10月13日,猎鹰重型火箭搭戴NASA 的灵神星探测器(Psyche)准备前往小行星带当中的灵神星(16 Phyche)。当时需要中央的主火箭持续推进,没有办法回收,但是两侧助推器则可以回收再使用。至于这一次,三支火箭都不能回收,才能提供足够的动力将欧罗巴快船送向木星系统。

其实,欧罗巴快船的首选,并不是猎鹰重型,而是体积更庞大的太空发射系统(SLS),它的巨大推力能够以3年的时间,就将欧罗巴快船送达木星系统,非常的快速。然而这种强大的火箭出现开发延迟,以及SLS火箭还有NASA的再次登月「阿提米丝」任务,这使得欧罗巴快船只能选择其他火箭。

欧罗巴快船探测木卫二的想像图,远方的是巨大的木星。现在的太阳能板比以前更有发电效率,因此木星如此遥远的地方,仍然可以使用太阳能发电。(图/NASA)

换成猎鹰重型以后,由于火前的推力较低,这次航行只能花费约两倍的时间,而且需要利用两次「引力弹弓」,在2025 年 2 月飞掠火星,在2026 年 12 月飞掠地球,利用地球与火星的公转力量,才能获得足够的速度在 2030 年 4 月到达目的地。

欧罗巴快船是美国太空总署NASA有史以来最令人兴奋、最雄心勃勃的任务之一。它是NASA行星任务中,最大型的探测船。重量6,000公斤,在太阳能板展开后,长度约30 公尺,比篮球场还要大。

木卫二的表面有着大量的棕色裂痕,可能是海水里的矿物质,在高辐射环境下变质而变色。(图/NASA)

然后是探测器的目标。木卫二是木星的4颗大型卫星(由知名天文学家加利略所发现,也被称为加利略卫星)之一。覆盖着冰冻的外壳,表面没有什么坑洞,反倒是许多裂纹。科学家认为,没坑洞代表它的表面是经常改变的,而那些裂纹很可能是冰层与冰层之间的水,这意味着其下应该是一片巨大的咸液态水海洋,既然水份保持液态,那么应该是地热造成的,有液态水、有热源,那么这里就被广泛认为,是太阳系最适合外星生命存在的地方之一。

那么欧罗巴快船是去找外星生命的吗?美国太空总署科学家很快澄清,欧罗巴快船并不是直接找木卫二的生命迹像,而是寻找其表面以下环境,是否有支持生命的潜力。

喷射推进实验室(JPL)的欧罗巴快艇计划科学家布拉蒂(Bonnie Buratti)表示:「如果木卫二存在生命,那么它会藏在海洋之下,所以我们无法看到它。」

「但是,如果那些海水会喷发到表面上形成冰裂纹,那么我们可以寻找那些被带上来的化学物质,如果是有机化学,那么它们可能是生命的前身。我们可以观察到一些有趣的东西。」

「欧罗巴快船是在上空持续分析,所以它不可能登陆到表面,去寻找DNA 或 RNA。实际上,我们只是寻找适合居住的环境和生命成分的证据,而不是生命本身。 」

欧罗巴快船所携带的钽质金属板,A面是一幅代表水的瓶子,之下的文字是美国桂冠诗人艾达·利蒙写给木卫二的诗,还有天体地质学家罗恩·格里利(的肖像。B面是103 种不同语言表达「水」的波型图。(图/NASA)

有趣的是,欧罗巴快船还带有一些「文学气质」,一张保护其仪器和关键电子设备免受木星辐射的钽质金属板,两面都有非常有趣内容,靠内侧的是一幅代表水的瓶子,瓶子中心是一块矽微晶片,录制着超过260 万个名字。瓶子图画之下是美国桂冠诗人艾达·利蒙(Ada Limón)写的诗《神秘礼赞:献给欧罗巴的诗》(In Praise of Mystery: A Poem for Europa),这首诗由她亲笔刻在一面。左下角是天体地质学家罗恩·格里利( Ron Greeley) 的肖像,他于2011年过世,生前对天文教育、行星研究都有重要贡献。

钽板靠外的一面,则是103 个波形图,这是 103 种不同语言(包括印地语)说出「水」一词时产生的声波视觉表示图,强调液态水就是地球与木卫二的联系。

如果一切按计划进行,欧罗巴快船将于2030 年4 月进入木星轨道,它将45 次飞越木卫二,以中近距离研究它。任务将于 2034 年 9 月结束,届时欧罗巴快船会离开木星二,转而撞向另一颗加利略卫星木卫三。之所以选择木卫三为任务结束地点,是因为木卫三被认为是生命相对较差的环境,而任务团队成员希望,来自地球的微生物不至于污染可能存在生命的木卫二。