为探索外星海洋做准备,NASA深入深海

深海观测站测试技术,为未来探索木卫二或其他冰卫星做准备

科学家在“鹦鹉螺”号考察船上于洛杉矶海岸附近部署无线深海观测站 ABISS。

Jennifer Berglund

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2012年末,NASA的哈勃太空望远镜观测到木星卫星木卫二冰冻表面喷射出水蒸气柱。去年的另一次观测提供了更多证据,表明这并非偶然。很可能在这个遥远世界的冰层之下,存在一个比地球所有海洋加起来还要大的海洋。这在天体生物学界引起了轰动——拥有如此大量的水,木卫二是否也具备生命所需的必要成分?

现在,NASA 正为一项前往这颗神秘卫星的机器人任务做准备。“欧罗巴快帆”号探测器计划于 2020 年代初期发射,配备用于成像、采样和分析这个遥远世界内部物质的仪器。NASA 科学家在将来自遥远探测器的信息中继回地球方面拥有丰富的经验——但用于原位测量生命物质的实际工具却不太熟悉,因此科学家们转向我们地球自身的深海寻求答案。“从技术上讲,我们与深海科学家有着共同的目标和方法,”NASA 天体生物学项目主任玛丽·沃伊泰克说。“我们希望通过了解地球上正在发生的事情,来理解地球之外正在发生的事情。”

NASA 委托哈佛大学的海洋生物学家彼得·吉尔吉斯和伍兹霍尔海洋研究所的同事们开发终极深海观测站,他们在今年 8 月首次部署了该观测站。他们希望这项技术既能阐明地球深海中支持生命的化学过程,又能探测其他海洋世界中生命的成分。


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他们的观测站——一个名为 ABISS 的深海着陆器,ABISS 是“原位研究自主生物地球化学仪器”的缩写——是一个便携式海底平台,能够为深海测量设备组合供电和提供支持。它使用光学调制解调器从水面进行无线控制。该系统还使用激光闪光实时发送和接收数据和图像,激光闪光以计算机化的莫尔斯电码序列传输。这种新的调制解调器技术在伍兹霍尔开发,是深海研究领域的游戏规则改变者,因为它使科学家能够轻松地操纵和控制仪器,而无需物理电缆连接——这在以前只能使用声纳实现,但声纳对于此类工作来说太慢了。现在,附近船只上的科学家只需使用通过开放水域传输的光信号即可控制和接收来自观测站仪器的读数。这使 NASA 在木卫二海洋中进行科学研究又向前迈进了一步,在木卫二海洋中,通过数百公里厚的冰层进行无线通信可能是唯一的选择。

在本视频中,观看来自哈佛大学和伍兹霍尔的科学家和工程师在“鹦鹉螺”号考察船上于洛杉矶海岸附近首次部署 ABISS 并测试其光学调制解调器。这艘考察船由海洋探索信托基金运营,该基金是由海洋学家罗伯特·巴拉德创立的组织。在未来两年内,吉尔吉斯和他的团队计划在船上无线测试和控制 ABISS 上的各种仪器,使这项技术离前往木卫二的旅程更近一步。

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