飛掠木衛(wèi)二

2003年9月21日，NASA實驗室聚集了1000多名代表，這些人多是參與“伽利略”計劃的科學家，與“伽利略”號木星探測器共事多年，而今天他們卻要親自見證這顆探測器撞向木星，這是因為“伽利略”號的燃料即將用盡，在木星引力的作用下，它的運行軌道可能發(fā)生變化而導致與木衛(wèi)二相撞，這是科學家非常不愿意看到的事情，他們必須斷然采取措施。12時49分，在科學家的操控下，“伽利略”號主動改變軌道以大約每小時17萬千米的速度撞向木星，從而避免了與木衛(wèi)二的相撞。然而，為什么科學家們要這樣做呢?

木衛(wèi)二是衛(wèi)星中離木星第二近的衛(wèi)星，其大小和月亮差不多。1979年，“旅行者”號對其有過探訪，它發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二似乎很年輕，只有很少的環(huán)形山，它的表面冰層覆蓋，光潔平整，有些區(qū)域很像地球上冰凍的海洋。那些冰層的下面是否有液態(tài)的水呢?“旅行者”號無法回答這個問題，它對木衛(wèi)二只是匆匆一瞥。相比之下，“伽利略”號的探測卻仔細得多了，它仔細打量了木衛(wèi)二，看到木衛(wèi)二的冰面上有縱橫交錯的條紋，似乎是一些凹糟和裂縫，斷裂的冰層仿佛在相互擠壓中移動了位置。假若是這樣，那就表明冰下很可能存在液態(tài)的水或其他松軟的物質(zhì)。從表面上看，冰凍的海面上好像有一些冰山，其中最大的寬達13千米，很像是從有凹糟的地方斷裂下來的。這樣的表面特征與地球的北冰洋十分相似，科學家們對此非常驚訝。

綜合“旅行者”號和“伽利略”號的探測，科學家推測木衛(wèi)二的冰面之下很可能隱藏著浩瀚的海洋。

有生命嗎

那么木衛(wèi)二的海洋里會有生命嗎?2003年，科學家做了一次實驗以驗證木衛(wèi)二上存在生命的可能性，他們相信，太空中的隕星撞擊木衛(wèi)二時會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，而由此產(chǎn)生的電流、火花會為復雜有機物的產(chǎn)生創(chuàng)造條件。為了模擬木衛(wèi)二上的寒冷環(huán)境，科學家將長方形的冰塊冷卻至-196℃，然后向冰塊高速發(fā)射鋁制顆粒，這類同于直徑1千米的隕星以每秒24千米的速度撞擊木衛(wèi)二。實驗結(jié)果顯示，鋁粒的撞擊導致了質(zhì)子快速運動，產(chǎn)生了電流、放電和電火花。如果在這種情況下冰內(nèi)含有簡單有機物和無機物，那么這些物質(zhì)就有可能在放電過程中化合成氨基酸和構(gòu)成蛋白質(zhì)的原料。觀測還顯示，木衛(wèi)二冰凍的表層似乎并不厚，冰面的裂縫可以使氣體、熱量和有機物接觸到表層之下可能存在的水，這種情況很像地球上的北冰洋，北冰洋就是通過冰層的裂縫接觸空氣和熱量的，而木衛(wèi)二上的海洋也可能通過冰層裂縫接觸到外界?？茖W家還相信，在木衛(wèi)二的海洋中隱藏著溫暖的熱噴口，就像地球的海底火山熱噴口一樣，當木衛(wèi)二沿著環(huán)繞木星的軌道運行時，潮汐力使木衛(wèi)二的核心保持熔融狀態(tài)，從而有可能引發(fā)海洋中的火山活動。1977年，“阿爾文”號潛水艇在加拉帕戈斯群島附近的海底裂谷中首次發(fā)現(xiàn)了海底熱噴口，在熱噴口周圍的水里生活著多種蠕蟲和細菌。許多人不相信這個事實，那里根本沒有光，溫度極高，壓力極大，生命怎么能在這樣的環(huán)境中生存下來呢?然而眼前的現(xiàn)實又不得不承認生命是可以在嚴酷的環(huán)境中生存的?？茖W家相信，黑暗、高溫、高壓在木衛(wèi)二上都存在，但如果在它的海底中存在著熱噴口的話，它們就會噴出熱量和養(yǎng)料，原始生命在這樣的環(huán)境中生存是不會有問題的，就像在地球上的海洋中一樣。

正是因為相信木衛(wèi)二上存在生命，為了避免將地球微生物帶到木衛(wèi)二上影響未來在這顆星球上尋找地外生命的工作，科學家們才主動操控“伽利略”號撞向了木星。

木星系任務

除了木衛(wèi)二以外，“伽利略”號還發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)三和木衛(wèi)四的地表之下也有可能存在液態(tài)水。木衛(wèi)三和木衛(wèi)四都是衛(wèi)星中的大個子，其中木衛(wèi)三是太陽系中最大的衛(wèi)星，體積是火星的3／4，比水星還要大一些。2000年5月，“伽利略”號來到了距木衛(wèi)三僅800多千米的地方，它用磁力計對木衛(wèi)三進行了探測，還拍攝下許多清晰的照片。探測表明，木衛(wèi)三的冰層下也可能隱藏著液態(tài)的咸水，水溫在-55℃左右。由于衛(wèi)星內(nèi)部的高壓，這個液態(tài)水層并沒有結(jié)冰。不過木衛(wèi)三液態(tài)水所處的位置比木衛(wèi)二深得多，這使得科學家更愿意將木衛(wèi)二作為尋找地外生命的首選，因為木衛(wèi)二的地下海洋所處的位置并不那樣深。

木衛(wèi)四的個頭僅比木衛(wèi)三小一點，表面都是環(huán)形山。1998年，“伽利略”號探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)顯示，木衛(wèi)四的磁場隨著木星的轉(zhuǎn)動而波動不定，這預示著木衛(wèi)四地表下也可能隱藏著一個海洋。但木衛(wèi)四內(nèi)部的海洋深處充滿了密集的冰塊和巖石，這些冰塊和巖石阻止了熱能的流動，使木衛(wèi)四上存在生命的可能性很渺茫。

進入冰下世界

其實，前往木衛(wèi)星去探測那里的環(huán)境在現(xiàn)在已經(jīng)不是很大的難題了，在卡西尼土星任務中，“卡西尼”號的子探測器“惠更斯”號就已經(jīng)成功降落在了土衛(wèi)六上。然而木衛(wèi)二的秘密是隱藏在它的冰層之下的，人類要破解這個秘密必須最終派探測器潛入到它的冰下海洋中去，這才是一項真正的挑戰(zhàn)。不過科學家們早就在應對這個挑戰(zhàn)了，2007年5月，一個重約1.3噸的眼球狀的圓形機器下沉到墨西哥的一個叫埃爾薩卡通的洞穴里，這個奇怪的圓形機器名為“深井熱探測機器人”，即DEVTHX，它的身上有100多個傳感器，36個機載電腦和十幾個推進器和制動器，這些高精密的部件把DEPTHX武裝成了一個擁有自主操作、自主導航和測繪能力的深穴“潛水員”，它可以記住它所在位置的三維地圖，能利用自己的“大腦”和先進工具對水樣進行分析，尋找活的生物體，測試生命跡象。

在埃爾薩卡通的實驗中，DEPTHX自動下潛到水下深達270米的地方，這個深度是人類的潛水員沒有到達的。DEPTHX還采集了水樣和標本，對洞穴進行了探測和繪圖，最后它安全回到了表面。

這種機器人的下一個版本叫做ENDURANCE，其全稱是“環(huán)境不干擾南極冰下機器人探測器”。2008年2月，ENDURANCE被帶到了曼多塔湖接受野外測試，這個湖位于威斯康星大學的校園里，是一個寒冷的湖泊。8月，科學家又把ENDURANCE帶到南極洲的邦尼湖，那是一個咸水湖，大約3000米長，1500米寬。測試任務的負責人之一、美國伊利諾斯大學的地球和環(huán)境科學專家彼得·杜蘭說：“我們?nèi)ツ抢锏闹饕蝿帐且獪y試它能否承受寒冷和冰塊的碰撞，這兩項考驗機器人都未遇到過，我們要搞清楚它的電子操作系統(tǒng)是否能在寒冷的環(huán)境中也有良好的表現(xiàn)?！苯酉聛鞥NDURANCE要去的地方是世界上最大的冰下湖之一的沃斯托克湖，那里水深600米，是一個深藏在冰層之下的淡水湖。它至少在50萬年前就已經(jīng)被冰封在冰層之下了。專家們認為，它的環(huán)境更加接近于木衛(wèi)二。研究人員將最終把這種水下機器人的改進型打造成一個可承擔前往木衛(wèi)二寒冷的冰下世界去完成探險使命的自主型水下機器人。

登陸木衛(wèi)二，然后穿過堅硬的冰層，這只是ENDURANCE的未來型潛水機器人要做的第一件事，科學家草擬的工作過程大約是這樣的：首先是著陸木衛(wèi)二，釋放一個像鉛錘似的機器人，然后由這個機器人借助核反應堆的熱力溶化堅硬的冰層以抵達冰下的液態(tài)水層。一旦穿過冰層到達了冰下，ENDURANCE的未來型潛水機器人就被釋放到冰下的海洋里。僅從這個過程看，其中的難度就已經(jīng)大大超過“惠更斯”號著陸土衛(wèi)六了，而下面才是由這種潛水機器人獨自完成的重頭戲：在木衛(wèi)二的冰下海洋中遨游，它的動力可能是核能，速度極快，行程達幾千千米，它采集水樣、分析樣本、攝取圖像，探索人類從未一見的外星海洋世界，究竟它會在那里遇到什么，我們只好拭目以待了。