
美國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)
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重慶渝中小姐姐包夜vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)(By Keith Cooper):歐羅巴快船是美國宇航局的任務(wù),旨在探索木星的國宇衛(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。
歐羅巴快船什么時候下水?索木
耗資50億美元的歐羅巴快船飛船計劃于2024年10月6日從佛羅里達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,國宇歐羅巴快船將從這顆紅色星球獲得一個引力輔助,竊取火星的一些動量,將其甩回地球。美國宇航局的歐羅巴快船任務(wù)頁面解釋說,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)二快船什么時候到達木星?
歐羅巴快船將于2030年4月11日抵達木星,屆時它將進入一個圍繞這顆氣態(tài)巨行星的漫長環(huán)形軌道,科學(xué)家在發(fā)表在《制導(dǎo)、控制和動力學(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驗室的
重慶渝中小姐姐包夜vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達說法,該航天器將花費一年時間調(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,以進行近50次近距離飛越中的第一次。
因為輻射的危險,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。美國宇航局解釋說,作為木星之外的第二個大衛(wèi)星,木衛(wèi)二位于木星磁氣圈的深處,這是由木星強大的磁場產(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,就像美國宇航局之前的朱諾任務(wù)一樣,將采用橢圓形軌道,使其遠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)
美國宇航局正在派遣一艘宇宙飛船調(diào)查木衛(wèi)二,因為它是太陽系中最有希望尋找外星生命的地方之一。幾項任務(wù)——包括先鋒10號和11號,旅行者1號和2號,伽利略號,朱諾號,卡西尼號和新視野號——收集了強有力的證據(jù),表明木衛(wèi)二內(nèi)部包含一個巨大的海洋,根據(jù)美國宇航局的估計,在一個厚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問題
我們向在加州噴氣推進實驗室研究木衛(wèi)二快船的NASA博士后研究員馬歇爾·斯蒂辛斯基(Marshall Styczinski)詢問了一些關(guān)于這次任務(wù)的常見問題。
馬歇爾·斯蒂辛斯基美國宇航局博士后研究員
Marshall Styczinski是美國宇航局的博士后研究員,在加州噴氣推進實驗室研究木衛(wèi)二快船。
為什么木衛(wèi)二對行星科學(xué)如此重要?
我們有強有力的證據(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)計化學(xué)反應(yīng)會產(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。
木星的強烈輻射也會在表面產(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始、生長和生存所需的一切。了解這些活動在木衛(wèi)二內(nèi)如何進行以及在何處進行,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,我們也會研究它們。我的專長是磁場和地球物理學(xué),所以我會說。
我們可以通過結(jié)合重力場、磁場和冰穿透雷達的測量來限制海洋的特性。重力幫助我們計算出海底有多深,磁場與溶解在水中的鹽的數(shù)量和類型有關(guān),雷達可以在飛越時告訴我們冰殼的厚度。
我們需要其他儀器的測量結(jié)果來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)境進行比較,讓我們了解海洋的可居住性。透過20英里(32公里)厚的冰層向下窺視海洋需要做很多事情!
我們認為歐羅巴的海洋有多深?
我們從伽利略號上獲得的測量數(shù)據(jù)給出了海洋深度和其上冰殼厚度的一個相當(dāng)大的范圍。大多數(shù)估計海洋深度在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。這些估計來自對木衛(wèi)二的重力場、磁場和表面狀況的解釋。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)。冰殼如何隨時間變化的地球物理模型對于解釋測量結(jié)果也很重要。
太空船在木星會受到多少輻射?
我們有一個指南,說明歐羅巴快船能夠承受多少輻射,并仍能正常工作。宇宙飛船對輻射的反應(yīng)與人類不同,所以這些數(shù)字有點難以聯(lián)系起來。在目前的任務(wù)計劃中,我們預(yù)計在不到50次的飛越中接收大約3兆拉德(Mrad)。Europa Clipper設(shè)計有抗輻射組件,為強輻射做好了充分準(zhǔn)備。這項任務(wù)是圍繞木星的橢圓形軌道設(shè)計的,這使我們有足夠的時間在遠離行星的低輻射環(huán)境中發(fā)回我們在接近木衛(wèi)二時收集的數(shù)據(jù)。
基于我有史以來最喜歡的圖表之一XKCD輻射圖——和我對航天器將經(jīng)歷的輻射類型的估計,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,這種輻射量對飛船來說并不是什么大問題,因為它在計算方面有很多冗余設(shè)計,并且由堅固的部件制成。在這個項目上,我們有很多優(yōu)秀的工程師,他們有針對這些環(huán)境進行設(shè)計的經(jīng)驗!
關(guān)于歐羅巴快船的一切
歐羅巴快船將是美國宇航局向另一個行星系統(tǒng)發(fā)射的最大的航天器。歐羅巴快船的大部分尺寸來自其太陽能電池板陣列,當(dāng)部署時,將跨越100英尺(30米)——比一個網(wǎng)球場長。因為木星離太陽的距離,它必須這么大;這顆巨大的行星離太陽的距離是地球的五倍,那里的太陽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收集足夠的陽光為航天器提供動力。沒有太陽能電池板,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)美國宇航局的說法,發(fā)射時,它的油箱裝滿了推進器燃料,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0.3英寸厚(9毫米)的鋁壁裝甲“拱頂”內(nèi),類似于美國宇航局朱諾飛船上輻射拱頂?shù)脑O(shè)計。
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800萬像素相機,將對木衛(wèi)二表面的90%進行成像,分辨率至少為每像素330英尺(100米)。美國宇航局表示,在最近的飛越中,當(dāng)航天器到達距離月球16英里(25公里)以內(nèi)時,圖像分辨率將高達每像素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暴露出某些分子的存在,如對生命至關(guān)重要的有機分子,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)也將把來自歐羅巴表面的光分解成其成分波長——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)被哈勃太空望遠鏡探測到。
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)進行研究,該質(zhì)譜儀將在航天器飛過羽流時從羽流中收集氣體。MASPEX將分析這些氣體,尋找可能構(gòu)成生命的有機分子,或可能作為微生物生命食物來源的分子。
表面塵埃質(zhì)量分析儀(SUDA)也將研究來自木衛(wèi)二的物質(zhì)——在這種情況下,分子通過微隕石的持續(xù)轟擊從表面爆炸。根據(jù)美國國家航空航天局的說法,微小的撞擊分散在冰冷的表面,以至于在任何時候,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一種無需著陸直接評估表面物質(zhì)的方法。
歐羅巴評估和探測雷達:海洋到近地表(REASON)是一種穿透冰的雷達,它將觀察歐羅巴表面以下,搜索來自下面海洋的雷達回波,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)雷達反射提供一些關(guān)于冰殼結(jié)構(gòu)的線索。
Europa Clipper磁力計(ECM)也將能夠通過研究木星巨大的磁氣圈在Europa鹽海洋中誘導(dǎo)的磁場,確定海洋深度和鹽度以及冰殼厚度的細節(jié)。當(dāng)木星繞其軸旋轉(zhuǎn)時,磁氣圈也在旋轉(zhuǎn),磁氣圈的時間變化會影響木衛(wèi)二的感應(yīng)磁場。通過探測這些變化,ECM小組希望了解一些關(guān)于磁場產(chǎn)生的海洋的情況。
同樣,用于磁探測的等離子體儀器(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。(歐羅巴的磁場會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/無線電科學(xué)實驗。使用地球和歐羅巴快船上的無線電天線,科學(xué)家將能夠測量歐羅巴的重力場。他們將通過測量當(dāng)木衛(wèi)二在其橢圓軌道上靠近木星時,而不是遠離木星時,木星的引力如何拉動和拉伸木衛(wèi)二的形狀來實現(xiàn)這一點。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,同時也改變了木衛(wèi)二重力場的形狀。通過測量無線電信號在穿過這種變化的重力場時如何受到影響,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。
歐羅巴快船會發(fā)現(xiàn)生命嗎?
簡而言之,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?

利用這張美國宇航局的信息圖,更詳細地探索木星的冰衛(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)二無空氣的表面很冷,正午時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間發(fā)展和進化。