

发现外星生命将是人类有史以来最深刻的科学和哲学启示之一。但如此重大的发现来之不易。我们的出发点是首先在其他星球上寻找可居住的迹象,也就是说,生命存在的可能性。
美国国家航空航天局正在做的就是:在10月10日向木卫二发射一艘宇宙飞船。木卫二是木星的卫星,其储水量是地球所有海洋水量总和的两倍。木卫二的海洋深度在60到150公里之间,隐藏在15到25公里厚的冰层之下。海洋存在的证据从20世纪90年代末开始增多。
“木卫二快船”任务将携带9台仪器,用于评估这个海洋世界是否适合居住。如我们所知,如果一个地方具备以下三种条件,即液态水、能量和被称为有机物的含碳化合物,那么这个地方就可能适合生命生存。
近40亿年以来,地球上一直充满着生命,尽管发生了不下五次大规模物种灭绝事件。我们的星球上有丰富的水和有机物,而阳光为植物的光合作用提供动力,使它们能够产生糖,这些糖通过食草物种进入动物王国。
然而,木卫二的咸水海洋在几百米以下的深度是漆黑的,这意味着光合作用在那里没有机会。这就是为什么在1977年,当科学家们在太平洋海底一个火山热点接近2500米的地方进行更深入的探索时,他们惊讶地发现热液喷口周围有大量生命。
在那个深度的生命不是通过光合作用,而是通过化学合成,一种生物从化学反应中获得能量的方式。阳光不再是宜居的先决条件。
木卫二海洋中的水由于摩擦加热而保持液态。这种加热的发生是因为木卫二在绕木星运行的轨道上与木星的引力相互作用时,变得拉伸,然后放松。为了让木卫二的海洋适合居住,需要稳定的原料供应,以允许某种形式的化学合成发生。
如果这些成分存在,它们可能来自木卫二岩石海底的热液喷口,就像地球上的一样,或者来自从冰冷的地壳中渗出的物质,如果你喜欢,也可以称之为“海天花板”。我们还不知道这些机制是否合理,所以我们需要从许多不同的角度获得更多的数据。
越来越多的证据表明,木卫二表面的物质正逃逸到太空中。如果这些物质来自海洋,测量它的成分可以让我们了解海洋的可居住性。
至少从20世纪90年代开始,科学家们就一直主张对木卫二进行探测。NASA的木卫二轨道飞行器于2002年被取消,紧随其后的是2005年雄心勃勃的木星冰卫星轨道飞行器(Jimo),它将围绕木卫二、木卫三和木卫四卫星运行。
2008年,美国宇航局和欧洲航天局(Esa)提出了木卫二-木星系统拉普拉斯任务(EJSM-Laplace),旨在向木卫二和木卫三发射轨道飞行器。
这两个项目都在2011年被取消,但在灰烬中诞生了欧洲航天局的木星冰卫星探测器(Juice)和美国宇航局的木卫二快艇。Juice于2023年4月发射,将于2031年7月抵达,而Europa Clipper将于10月10日发射,并于2030年4月抵达,比Juice早,因为它将使用更强大的火箭发射。两个航天器将同时在木星系统中运行三年,这最终与EJSM-Laplace的计划相差不远。
木卫二快船不会围绕木卫二运行,而是巧妙地围绕木星运行,经过木卫二44次,最终建立起对木卫二的全面扫描。该探测器携带了9个科学仪器,准备让我们全面了解木卫二的海洋、地质和目前的活动状态。
美国宇航局的主要任务声明是:“木卫二快船的主要科学目标是确定木星冰冷的卫星木卫二表面以下是否有可能存在生命的地方。”
在飞掠期间,磁场仪器将帮助确定海洋的深度和盐度,质谱法可以“品尝”羽流以了解它们的成分,探地雷达可以看到地壳内部是否有水,帮助我们了解物质是否从海洋交换到地表。红外仪器将扫描火星表面,寻找可能渗出的有机物质的特征,并进行热成像。
几十年来,行星科学家一直指出,像木卫二这样的海洋世界可能是生命的栖息地。“木卫二快船”无法直接探测到生命,但它标志着人类第一次专门研究海洋世界并寻找可居住迹象的任务。
如果有任何迹象表明火星上存在生命物质,那么月球表面的着陆器就可以继续探测更深的地方,而“快船”收集到的月球表面观测数据将对该任务的规划至关重要。一如既往,这只适用于我们所知的生命。
本文转载自The Co在知识共享许可下的对话。阅读原文。