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不要氧气也不要阳光?科学家:外星人也许活在与地球相反的地方!


亚瑟·克拉克曾为《2001太空漫游》写过续集《2010:第二次漫游》,小说的结尾,一种外星智慧把木星转化成了一颗恒星。当一群宇航员惊险逃离这场爆缩时,他们收到了外星人传来的讯息:"所有这些世界都是你们的,除了欧罗巴,不要试图登陆那里。" 这只是小说,但它说明早在1982年,人们就已经怀疑木星的卫星欧罗巴(木卫二)或许是太阳系内寻找外星生命最有希望的地方。42年后,也就是2024年10月,NASA启动了迄今为止最先进的寻找外星生命迹象的任务,目标正是木卫二。 只是存在一个难题——木星几乎会杀死它周围的一切。那么,生命如何能在那里存在?又该如何制造一台能承受如此险恶条件的探测器? 在木星深处,压力极高,氢被认为以金属液体的形式存在。这种金属液态氢产生了一个极为强大的磁场。 如果在相同距离上测量,它的强度几乎是地球磁场的两万倍。如果你能从地球上看到这个磁场,它看起来会是满月的两倍大。 单单磁场本身是无害的,但它的正中间却是太阳系中火山活动最活跃的世界——木星的卫星木卫一(Io)。木卫一表面的火山喷出大量二氧化硫,每秒约有一吨这种物质被电离并被木星的磁场捕获。 磁场加速这些粒子,使它们随木星高速旋转,速度超过每秒300公里。它们的惯性反过来拉扯磁场,使其被拉伸。这些被困的物质又撞击其他卫星表面,弹出更多粒子。这一循环形成了庞大的辐射带,范围延伸至木卫二及木星的其他卫星之外。 对于电子设备来说,这种强烈辐射是致命的。1970年代的先驱者10号和旅行者号任务只是短暂飞掠木星,但辐射依然引发了故障,让仪器收到错误指令,还破坏了部分数据。 即便使用现代屏蔽技术,一艘位于辐射带内的航天器也只能存活约三个月。那么NASA的新任务"欧罗巴快船"(Europa Clipper)如何能围绕木卫二运行四年以上而不被烧毁呢? 答案是——它不会一直在那里。它将在远处绕木星运行,每隔几周俯冲进来快速飞掠木卫二,然后再离开。 由于任务要收集大量数据,它可以在远离辐射的时段把数据传回地球,然后再进行下一次俯冲。总共将执行49次飞掠,几乎绘制整个表面。这也是"快船"(Clipper)名字的由来——取自19世纪快速灵活、在远洋间往来穿梭的那种帆船。 这艘耗资近50亿美元打造的探测器,是迄今人类送往外太阳系最复杂、最昂贵的科学平台之一。它的辐射防护舱采用厚度不等的钛铝合金壁板,把最敏感的电子核心包裹在中央,就像一个穿着厚重铠甲的"黑匣子"。 即便如此,工程师也必须精确计算每一次俯冲的轨道角度,让它在最短时间内穿过辐射最强的区域,否则哪怕是最坚固的屏蔽也撑不住几年的累计剂量。 真正吸引人的,是木卫二冰壳之下的世界。那是一片被估计深达100公里以上的全球性液态海洋,水量可能比地球所有海洋的总和还要多。 生命要存在,通常需要三样东西:液态水、化学能和稳定的环境。木卫二恰好把这三者藏在了一个厚厚冰盖之下的黑暗海洋里。 有趣的是,这里既没有阳光可用,也不存在我们熟悉的富氧大气,但正因为如此,它才成为"反地球式生命"最吸引人的候选者。 高速粒子撞击木卫二表面,使水和二氧化碳分子获得足够能量形成新化合物,比如甲醛或过氧化氢,而这些可以为表面之下的生命提供食物——如果它们能够抵达深处。 证据显示,在被称为"混沌区"的地方,冰壳曾经发生过翻转,冰壳相互碰撞并把物质挤入内部,这就为生命的"燃料"进入冰壳乃至海洋提供了可能的途径。 快船无需着陆就能确认这些信息,它搭载红外光谱仪,用于分析表面反射光的化学指纹,识别并绘制盐分分布,寻找有机物。它还搭载紫外光谱仪,用于寻找羽流是否存在,并判断能否穿过它们。 另外还会以优于每像素100米的分辨率对几乎整个球体进行成像:一台广角相机在飞越表面时拍摄条带图像;另一台窄角相机在50公里高度可拍摄每像素半米的图像,分辨率足以辨认出放在木卫二表面的办公桌。 而真正着陆、搜寻木卫二生命迹象的任务将是未来的后续任务。研究显示,着陆器可以在表面存活约一个月。 如果这个时间足以让它挖取辐射处理深度以下的样品,放入质谱仪分析,那就足够了。 欧罗巴快船并不会独自研究木星的卫星,欧洲空间局的JUICE任务(木星冰月探测器)也正在赶往木星,预计比快船晚约15个月抵达,并会对木卫二进行几次飞掠,然后进入围绕木卫三的紧密轨道。 两个航天器同时在那里有什么意义?JUICE将进入木卫三轨道,而木卫三有自己的磁层;快船则在木卫三磁层之外。 于是,比如快船可以说"看,木星传来了一次强烈的爆发",JUICE则可以说"我们在磁信号里感受到了"。两支团队只需要相互沟通,就能让整体收获大于各自之和。 欧罗巴快船原定于2024年10月10日发射,但NASA在等待米尔顿飓风离开佛罗里达,之后航天器才能安全升空。 按计划,2030年起会看到对木卫二的远距离观测结果,寻找羽流;2031年将获得首批真正

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