大约在 2030 年代初，美国宇航局希望尝试在木星的卫星木卫二上着陆。一艘四足探测器将下降到冰冷的表面，准备寻找埋藏的海洋中外星生命的迹象。
但是，木卫二可能是一个危险的着陆地点。它的表面可能出乎意料地坚硬——或者多孔到探测器可能会沉入其中。巨大的裂缝可能会吞噬任何访客。由于大气层极其稀薄、重力低以及 100 开尔文（-176 °C）的极低温度，木卫二给航天器工程师带来了巨大的挑战。
“我们真的了解得太少了，”加利福尼亚州帕萨迪纳市喷气推进实验室 (JPL) 的行星科学家辛西娅·菲利普斯说。她和其他人本周在德克萨斯州伍德兰兹举行的月球和行星科学会议上讨论了木卫二着陆器的想法。
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在美国国会对访问冰冷世界的推动下，美国宇航局正在研究探索木卫二的两个航天器概念，计划在 2020 年代发射。第一个名为“快船”的正在进行的项目，将飞往木星系统并多次掠过木卫二，对其进行拍照并创建新的高分辨率世界地图。第二艘航天器——尚未正式批准，并且被排除在唐纳德·特朗普总统最近向美国宇航局提出的预算提案之外——可能会在几年后到达并降落在月球上。
安全着陆
一个挑战是找到合适的着陆地点。木卫二的表面布满了裂缝，可能偶尔会有类似间歇泉的水柱从裂缝中喷出。最有可能的着陆地点之一是一个叫做塞拉斑纹的区域，那里的冰山状块状物相互碰撞，被称为“混沌地形”。
喷气推进实验室的行星科学家凯瑟琳·沃克说，到达那里可能就像试图在格陵兰岛的冰川上着陆，冰川正在产生冰块。“我不知道你是否真的想降落在那里，”她说。
但科学家们希望尽可能靠近木卫二冰壳下方可能喷出水的区域——可能携带外星微生物。像塞拉斑纹这样的混沌地形可能位于浅层液态水的上方1，这使它们成为寻找地下海洋和地表之间直接联系的最佳机会。“如果我们对这些区域的看法是正确的，也许生物最近没有存活，但生物体的记录可能会更完整，”亚特兰大佐治亚理工学院的行星科学家布里特妮·施密特说。
根据美国宇航局上个月发布的一份报告，如果每毫升木卫二冰中有至少 100 个外星生物细胞，着陆器的仪器可以检测到它们。这与南极洲地下沃斯托克湖上覆冰中的微生物数量相当。
“这是人类历史上第一次，我们拥有工具和能力去进行这项伟大的实验，看看生物学是否在地球之外起作用，”喷气推进实验室的天体生物学家凯文·汉德说。他是这份新报告的共同主席，该报告本周在德克萨斯州会议上进行讨论。
但菲利普斯说，由于对木卫二的表面特性知之甚少，规划着陆器就像规划首次登月一样。
寒冷效应
气温非常寒冷，木卫二上的冰粒与地球上的冰粒表现截然不同。菲利普斯和她在喷气推进实验室的同事杰米·莫拉罗带领下，一直在研究木卫二的冰粒如何“烧结”或融合在一起，变得更加密集。旨在生长木卫二式微小冰块的理论建模和实验室实验表明，冰粒如何随着时间的推移开始粘合在一起。菲利普斯说，这个过程将影响着陆器的底座如何与表面相互作用。
着陆器必须完好无损地存活下来，以便钻入冰层 10 厘米，在 20 天内收集五个样本，然后分析它们是否存在生命迹象。目前的任务设计要求使用一个带有扁平底部的四足着陆器，能够在具有未知特性的粗糙冰面上着陆。这将是自 2005 年以来外太阳系中的首次着陆，当时欧洲航天局的惠更斯探测器降落在土星的卫星泰坦上。
菲利普斯指出，“当建造惠更斯号时，我们不知道泰坦是否有液体表面还是固体表面。” “那是一个疯狂的工程挑战。”
木卫二工程师今天面临着同样的问题。
本文经许可转载，并于2017 年 3 月 21 日首次发表。