神秘氣柱考驗NASA未來空間探測項目
科學(xué)家構(gòu)思的從木衛(wèi)二冰殼上看到的木星圖片來源：NASA
美國國會對宇航局（NASA）的一項空間任務(wù)熱情一直很高漲，今年2月初，白宮最終首肯了這項20億美元的調(diào)查木衛(wèi)二可居住性的任務(wù)，這顆衛(wèi)星深部隱藏的咸水海洋或擁有生命。最近，該任務(wù)還增加了一項多少有些調(diào)侃性的目標：這顆星球的冰殼似乎噴發(fā)出一些水汽柱，可能把一些有機分子掠向可以探測到它們的宇宙空間。
但問題在于，這樣的氣柱可能并不存在。2012年，觀察人員用哈勃望遠鏡觀測到它們，當科學(xué)家通過被木星強烈磁場激起的電子轟擊那些氣柱時，探測到水分子中的氧氣和氫氣的熒光頻譜。但其他數(shù)十項觀測項目卻并未發(fā)現(xiàn)任何氣柱。這使得近日在美國加州山景城埃姆斯研究中心討論氣柱的出現(xiàn)—或存在—會如何影響木衛(wèi)二探測計劃的科學(xué)家處于兩難之境。
一些科學(xué)家表示，將在今年4月底的探測器載荷儀器選擇，不該因為這樣一丁點兒并未證實的發(fā)現(xiàn)就作出重要改變。但另一些科學(xué)家，包括埃姆斯研究中心天體生物學(xué)家Chris McKay在內(nèi)的科學(xué)家則表示，氣柱—可能來自于木衛(wèi)二的地下海洋—有望為尋找地外生命提供新機遇，因此應(yīng)該載荷用于探測生命的相應(yīng)儀器。
現(xiàn)在，任務(wù)計劃者期望在探測器上載荷相機和雷達，聚焦了解木衛(wèi)二冰殼結(jié)構(gòu)和地質(zhì)歷史?！澳壳埃ńㄗh）的載荷主要目的是地質(zhì)任務(wù)。”McKay說，“這不是一項天體生物學(xué)任務(wù)；不是一項探尋生命的任務(wù)。如果有機會飛越氣柱，就應(yīng)該檢測有機質(zhì)狀況。”
McKay與同事正在為這一探測機遇放手一搏。木衛(wèi)二探測任務(wù)或?qū)⒃诒臼兰o20年代中期發(fā)射，今年2月份，總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬為該任務(wù)啟動提出了3000萬美元的2016年度財政預(yù)算。這一舉動標志著政府和國會之間爭議的結(jié)束，國會一直堅持給探測木衛(wèi)二撥款，盡管NASA一直并未認可這項任務(wù)。
“很明顯，我對這個項目很興奮！”Robert Pappalardo說，這樣一來，這位在加州帕薩迪納市噴氣推進實驗室（JPL）工作的木衛(wèi)二“快船”探索項目前期工作科學(xué)家，就可以把頭銜中一直以來的“前期”二字去掉了。“我們在任務(wù)概念制定方面已經(jīng)工作了15年。”
NASA表示，這項任務(wù)要到今年年終時才會正式啟動，但行星探測科學(xué)家已經(jīng)在擁抱為“快船”制定的探測任務(wù)概念。由于木衛(wèi)二在圍繞木星的一條放射性極強的內(nèi)圍行星帶上運行，為了降低探測器在放射環(huán)境性中的暴露，“快船”概念設(shè)想了讓探測器圍繞木星運轉(zhuǎn)，而非圍繞木衛(wèi)二本身，并在經(jīng)過45處不同高度之后飛至木衛(wèi)二軌道。2014年7月，即便當時政府尚未對這項任務(wù)提出支持，NASA就已經(jīng)召集科學(xué)家考慮任務(wù)應(yīng)載荷哪些儀器。
現(xiàn)在，研究人員正在討論木衛(wèi)二探測中的哈勃望遠鏡氣柱研究問題，相關(guān)研究去年發(fā)表于《科學(xué)》雜志。該研究作者之一、得克薩斯州西南研究所行星天文學(xué)家Kurt Retherford表示，他不會把該任務(wù)朝追逐氣柱的方向過度扭轉(zhuǎn)。
氣柱發(fā)現(xiàn)于2012年12月，彼時木衛(wèi)二剛經(jīng)過遠心點—其距離木星最遠的軌道上。在那個位置時，木衛(wèi)二像潮水一般的冰殼受到的拉力最大，最可能使其產(chǎn)生裂縫。然而， Retherford表示，他和團隊在圍繞遠心點的其它15個位置探測氣柱時，他們的嘗試卻失敗了，并未發(fā)現(xiàn)氣柱存在。今年，Retherford已經(jīng)預(yù)定了利用哈勃望遠鏡再探測另外10次。“可以肯定的是，除非那些氣柱重現(xiàn)，否則我不支持（任務(wù)）所有載荷儀器聚焦這一方向?！彼f。
McKay表示，“快船”還可以拋出獨立的小衛(wèi)星，在更近的距離以較低的速度檢測氣柱的發(fā)源地。歐空局（ESA）的“卡西尼”號太空船曾經(jīng)就進行過類似的任務(wù)，它釋放過一個叫作“惠更斯”號的探測器在2015年著陸土衛(wèi)六。
在埃姆斯研究中心會議結(jié)束后，NASA行星管理部門主任James Green向《科學(xué)》雜志透露，他正在和ESA討論另一個空間探測任務(wù)的合作可能性。Green還表示，如果此后證實氣柱現(xiàn)象確實存在，木衛(wèi)二載荷儀器可以作出改變。“可能要加載一些儀器?！彼f。
McKay已經(jīng)難以平息他的呼吸節(jié)奏了?！拔以谙胂笾麄冃?探尋地外生命"是木衛(wèi)二的下一個探測任務(wù)。”他說
。（紅楓）
《中國科學(xué)報》 (2015-03-19 第3版 國際) 
