火衛一到海衛十三 人類有望造訪的六顆衛星藏著哪些秘密

2019-08-06 14:10:25來源:科技日報

        50年前,人類首次踏足地球的衛星——月球,實現了彪炳史冊的壯舉。下個十年,人類將再接再厲,探索月球資源,為登上火星做準備。

        美國亞利桑那大學官網近日報道稱,太陽系中還存在許多我們未來也許能造訪的神秘衛星,包括火衛一、土衛一、木衛一等。這些未知領域或許會給人類帶來更多驚喜,并加深我們對自身的認知。

        火衛一:有助研究火星起源

        火星擁有兩顆天然衛星——火衛一和火衛二。火衛一是太陽系最暗的天體之一,它離火星非常近,約9380公里,相比之下,月球離地球約384.5萬公里。

        火衛一的起源仍有爭議,科學家認為,它可能是一顆被火星引力捕獲的小行星。火衛一地表下存在豐富的水,這是太空探索和采礦的寶貴資源。

        火衛一的重力只有地球的1%,如果有人有幸在這個直徑11千米的天體上探險,就會發現其景觀很像地球上的峽谷。其表面覆蓋著令人吃驚的塵土,和我們的月球類似。

        此外,火衛一擁有一個直徑約8公里的巨大隕石坑——斯蒂克尼(Stickney)。2016年3月,美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)進行的計算機模擬表明,這個隕石坑是被直徑約250米、速度21595千米/小時的天體以某種方式碰撞后產生的。

        據日本共同社此前報道,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)將在2024年發射火星探測器,訪問火星的兩顆衛星并將采集的巖樣送回地球。探測器還將分析沙土和巖石成分,探索衛星成因和火星的形成過程。

        此外,火星的這兩顆衛星是太陽系內最原始的天體,由于自身質量較輕,沒有任何地質活動,很好地保留了太陽系形成和早期演化的遺跡,因而是幫助人類了解地球和太陽系起源和演變的重要天體。

        木衛一:太陽系內火山最活躍的天體

        木星最內側的衛星木衛一(Io,伊娥)恍如地獄,只適合那些最極端的、尋求刺激的探險家。

        人類關于木衛一的大部分知識來自“伽利略”號探測器,它于1995年至2006年期間,對木星系統進行了詳細研究。直徑達3642千米的木衛一是太陽系中第四大衛星,也是木星的4顆伽利略衛星之一。由于木星引力產生的強大潮汐作用,木衛一的地質活動極端活躍,是太陽系中火山最活躍的天體。其表面星羅棋布地散落著超過400座活火山,每個火山都比地球上最活躍的火山——基拉韋厄火山更活躍。

        因此,木衛一不是去旅游的地方,它有多種方式使人喪命,就如“伽利略”號任務科學家艾爾弗雷德·麥克尤恩所言,宇航員可能降落到某個火山口就被蒸發了,也可能降落到偏僻的地方受凍而死。

        但嚴苛的環境阻擋不住科學家們探索的決心。美國國家航空航天局(NASA)計劃2026年向木衛一發射“伊娥火山觀測器”(IVO),2031年到達木衛一。它將收集更多數據,以便科學家更好地了解木衛一的潮汐加熱和火山活動。

        木衛二:冰下海洋或能孕育生命

        木衛二(Europa,歐羅巴)是一個溫和的世界,其表面被冰層覆蓋,底層是一片海洋。科學家認為,地球海洋孕育了生命,而與地球有類似環境的木衛二,也有可能孕育生命。因此,木衛二的冰下海洋成為科學家尋找地外生命的目標之一。

        哈勃太空望遠鏡曾發現,木衛二擁有含氧的稀薄大氣層,并拍攝到木衛二上可能是由水蒸氣噴發形成的羽流畫面,這意味著科學家不需要鉆開冰層,只需分析噴射出的羽流成分,就能對冰下的神秘深海有所了解。

        為了厘清木衛二的冰下海洋內是否有生命存在,NASA設計了“歐羅巴快帆”(Europa Clipper)和“歐羅巴著陸器”(Europa Lander)兩款航天器,希望揭開木衛二的秘密。

        據悉,“歐羅巴快帆”最早將于2023年發射,攜帶9臺儀器前往木星系統,圍繞木衛二運行3年以上,收集關于這顆衛星的地質、組成和隱藏的內部海洋的重要信息,并評估該衛星的宜居性。在這次任務中,航天器將到達距木衛二表面僅25公里的范圍。

      “歐羅巴著陸器”也將緊隨其后,在這個冰凍星球上著陸,然后鉆入冰層。它可能會對下面看不見的水進行采樣,以更好地調查生命出現于這顆衛星上的可能性。自2013年以來,這兩項任務已獲得20多億美元的資助,然而僅“歐羅巴快帆”的成本就將至少達到28億美元。

        土衛二:太陽系中最亮衛星

      土星已被確認的衛星有62顆,其中比較著名的是最大的土衛六(Titan,泰坦)和第六大的土衛二(Enceladus,恩克拉多斯),科學家認為那里可能存在地外生命。

        早在2009年,“卡西尼”號(Cassini)探測器就發現土衛二南半球的冰層下存在海洋,并且發現含有冰粒和鹽分的蒸汽從冰層裂縫噴出。

        2017年,“卡西尼”號傳回的數據顯示,土衛二表面冰層下噴出的水氣羽流中含有大量氫分子,研究人員推測,這源于土衛二的海洋與巖石內核產生的熱液反應。若推測無誤,土衛二的海洋可能也存在孕育生命的重要化學物質甲烷。

        此外,土衛二也是太陽系中最亮的衛星。

        為進一步探索土衛二表面的羽狀物及其內部,NASA決定向這個系統發射另一項探測任務,該任務包括最近由NASA研發的一種新儀器——亞毫米土衛二生命原理儀(SELFI)。

        SELFI首席研究員戈登·秦表示,一旦部署,SELFI將測量從土衛二南部的裂縫中周期性噴發出的水和冰的化學成分,還可以掃描并分析土衛二表面所有的羽狀物。

        土衛六:或擁有巨大的地下海洋

        土衛六泰坦是土星最大的天然衛星。“卡西尼”在飛掠土星過程中對它的觀察表明,這顆衛星是由令人著迷的山脈、連綿起伏的丘陵和高低錯落的山谷組成的異域景觀,還有蜿蜒的溪流和湖泊。在這樣的表面下,泰坦被認為擁有巨大的液態水地下海洋。因此科學家們認為,泰坦是太陽系中可能宜居的幾個天體之一。

        NASA于今年6月27日宣布,如果一切按計劃進行的話,“蜻蜓”號(Dragonfly)將于2026年發射,航行8年后在泰坦上著陸,之后探測器會在這5150公里寬的衛星上巡航至少2.5年,期間進行24次飛行,總航程約180公里。
這次任務的目標就是詳細記錄泰坦的化學成分。一些科學家認為,泰坦上的碳氫化合物海洋可能孕育著其獨有的奇特生命形式。此外,由于泰坦的環境與早期地球的環境非常相似,所以此次任務的觀測結果還可能有助于了解地球生命出現的化學過程。

        海衛十三:遠到鮮為人知

        海衛十三是海王星幾十個衛星當中最奇特的,也是距離海王星最遠的一顆衛星。它非常遙遠,以至于沒有人準確知道它的表面是怎樣的,它有多大,它的一天是多長時間。

        根據測算,海衛十三的直徑約為64千米,所以它的重力很低,但可以進行降落和行走(更確切地說是跳躍)。而且,如果手機掉在海衛十三上也不用擔心摔碎,因為落到地面需要三十秒鐘,足夠人抓住手機。

        此外,海衛十三的夜間非常寒冷。海王星的另一顆衛星海衛一(崔頓,Triton)上,溫度會下降到零下235攝氏度,雖然海衛一保持著太陽系最冷天體的紀錄,但海衛十三不太可能更溫和。所以,前往該處的旅客們一定要帶上毛毯。

         向這些奇異之地發射探測器,不僅能深化我們對它們的認識,而且有助于我們弄清地球自己的大氣層和地質歷史。從某種意義上來說,人類對太陽系甚至地球本身的探索才剛剛開始。
 

戰略合作伙伴

友情鏈接

赛车公式开1去6