NASA的噴氣推進(jìn)實(shí)驗室日前發(fā)布了一種新概念的機(jī)器人,，它將使用一種人類已經(jīng)使用了300年之久的蒸汽機(jī)技術(shù)，而機(jī)器人的探索目的地正是被科學(xué)界寄予厚望的木星的冰月衛(wèi)星-歐羅巴（木衛(wèi)二）,，NASA為何要突然探測木衛(wèi)二,，而且還使用這種古老的技術(shù)？

木星的神秘的冰月衛(wèi)星：歐羅巴

木衛(wèi)二是伽利略1610年發(fā)現(xiàn)的,，它是木星四顆最早發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星之一,，木衛(wèi)二的直徑約為3120千米，只比月亮稍稍小一些,，它距離木星67萬千米,，已經(jīng)被木星潮汐鎖定，和其他幾顆伽利略衛(wèi)星形成了軌道共振,！

伽利略衛(wèi)星,，從左至右，與木星距離近至遠(yuǎn)為：木衛(wèi)一,、木衛(wèi)二,、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四,。

木星的衛(wèi)星系統(tǒng)

第一個拜訪木衛(wèi)二的探測器是先驅(qū)者10號,，1973年12月4日，先驅(qū)者10號告訴掠過木星以及它的龐大的衛(wèi)星系統(tǒng),，局限于探測器的條件與軌道,，留下了第一張木衛(wèi)二有些模糊的照片！

先驅(qū)者10號拜訪木星留下的照片

1979年3月旅行者一號掠過木星,，它具有更高分辨率的相機(jī)和更近的距離,，在48小時的飛掠過程中獲得了大量的照片，第一次發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二遍布條紋,，卻沒有發(fā)現(xiàn)有撞擊坑,！

旅行者一號取得木星系統(tǒng)資料

旅行者一號在280萬千米外拍攝的木衛(wèi)二

我們對木衛(wèi)二的認(rèn)識，除了前兩張模糊的照片外，大部分都來自于伽利略探測器,，盡管伽利略的高增益天線由于在太空中冷焊無法打開,，但伽利略探測器仍然用它的小水管發(fā)回了大量的資料，二后續(xù)的木星探測器朱諾則以更高分辨率的視角觀察木星和它的衛(wèi)星系統(tǒng),。

木衛(wèi)二的條紋

木衛(wèi)二的結(jié)構(gòu)

木衛(wèi)二有一個巨大的冰殼,，這在太陽系行星中絕無僅有，但在木星和土星的衛(wèi)星系統(tǒng)中卻比比皆是,，1995到2003年間環(huán)繞木星的伽利略號探測器采集到的磁場數(shù)據(jù)表明在它的內(nèi)部有一個和地球咸水海洋類似的傳導(dǎo)層,！另外木衛(wèi)二還有一個和地球類似的鐵鎳質(zhì)內(nèi)核！

木衛(wèi)二的結(jié)構(gòu)

木衛(wèi)二的表面是一個冰殼,，所以它是太陽系內(nèi)最光滑的天體,，表面起伏不超過一千米，大多都再幾百米之間,，這個冰殼厚達(dá)數(shù)十千米,，再往下是一個上百千米的冰下海洋！然后再是高溫的地幔層,，最后是金屬質(zhì)內(nèi)核,！

木衛(wèi)二熱量來源在哪里？為什么形成巨大的冰下海洋,？

木衛(wèi)二表面溫度極低,，赤道地區(qū)平均溫度僅為-163℃，兩極則只有-223℃,，為什么凍得硬邦邦的冰層下有一個液態(tài)海洋,，一時間把科學(xué)家搞的有點(diǎn)頭暈！不過很快就有了猜測,，這個熱量第一個來自于木衛(wèi)二與其他伽利略衛(wèi)星之間的軌道共振,，最終熱源來自于木星的引力！

另外木衛(wèi)二也有一個金屬質(zhì)內(nèi)核,，內(nèi)部放射性物質(zhì)的衰變可能也提供了部分熱量,，雙管齊下，導(dǎo)致木衛(wèi)二的可以保持一個龐大的冰下海洋存在,！木衛(wèi)二非?；钴S，表面有大量的間歇噴泉,，飛越木星的探測器能拍到木衛(wèi)二的羽狀水蒸氣,，2019年6月NASA通過哈勃望遠(yuǎn)鏡取得的木衛(wèi)二光譜研究發(fā)現(xiàn)，木衛(wèi)二的冰下海洋可能存在氯化鈉,，這佐證了伽利略探測器在25年前取得的咸水海洋的結(jié)論。

而木衛(wèi)二遠(yuǎn)超地球的水體，讓科學(xué)家們浮想聯(lián)翩,，甚至認(rèn)為木衛(wèi)二的冰下海洋中可能已經(jīng)存在一個生態(tài)系統(tǒng),！從地球南極的東方湖（沃斯托克湖）和惠蘭斯湖的研究發(fā)現(xiàn)，冰下生態(tài)是非常豐富多彩的,，蒙大拿州立大學(xué)的微生物生態(tài)學(xué)家約翰·普利斯庫研究設(shè)計了無菌采樣器,，在與世隔絕了上百萬年的惠蘭斯湖的樣品中發(fā)現(xiàn)每毫升水體中還有13萬個細(xì)胞，與深海微生物密度非常接近,，DNA測序則顯示有高達(dá)3900多種古細(xì)菌,！而且還不排除存在更高等生命的可能性。

可能大家對細(xì)菌都嗤之以鼻,，但除了地球以外,，太陽系還沒有任何一顆行星上發(fā)現(xiàn)哪怕只是最簡單的生命形式，如果人類在木衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)細(xì)菌,，那絕對是一個劃時代的發(fā)現(xiàn),，人類的外星生命探測史將會被改寫！

歐羅巴快船和木衛(wèi)二上的“蒸汽機(jī)”

《自然通訊》在2020年3月11日刊發(fā)了一篇文章,，標(biāo)題是《NASA’s Europa Clipper—a mission to a potentially habitable ocean world》（NASA的歐羅巴快船-一項對可能居住的海洋世界的任務(wù)）,，文章認(rèn)為全球性的咸水海洋和巖石質(zhì)的界面之間的豐富的化學(xué)反應(yīng)是生命的基礎(chǔ)，因此NASA將以“Europa Clipper”評估歐羅巴（木衛(wèi)二）是否存在生命,！

論文認(rèn)為木衛(wèi)二穿越木星強(qiáng)大的輻射層將水和雜質(zhì)形成氧化劑,，這些物質(zhì)能進(jìn)行氧化的化學(xué)試劑，歐羅巴通過海底巖石進(jìn)行積極的循環(huán),，將產(chǎn)生氧化-還原反應(yīng),，地球上已知的所有生命都通過這種方式獲得化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的維持,，新陳代謝和繁殖等生命才能發(fā)生的重要工作,！

（a）各個層之間的相對比例，以及（b）不同構(gòu)造和地球動力學(xué)過程的藝術(shù)示意圖

木衛(wèi)二表面非常年輕,，這表示它的表面一直都在和內(nèi)部發(fā)生交換,，這讓表面的氧化劑可以循環(huán)進(jìn)入木衛(wèi)二水體，得以保持或者部分保持水體充氧,，這是木衛(wèi)二可能存在生命的理論基礎(chǔ),！

歐羅巴任務(wù)概況

NASA的Europa Clipper任務(wù)任務(wù)目標(biāo)是了解冰殼結(jié)構(gòu)和其表面的噴發(fā)地形、海洋和地表以及冰層到海洋是如何交換循環(huán)的,，通過化學(xué)方法了解歐羅巴海洋是否存在生命,，當(dāng)然還有科學(xué)家最感興趣的地形和區(qū)域！

因此歐羅巴快船配備了紫外光譜儀,，探測羽狀氣流的大氣成分,，還有塵埃顆粒分析儀采樣分析歐羅巴噴出物的有機(jī)特征，還有地表遙感的的成像系統(tǒng)和熱成像系統(tǒng)！還有穿透冰層的雷達(dá),，描繪歐羅巴的三維冰層結(jié)構(gòu)等,。

未來在木衛(wèi)二上蹦蹦跳跳的蒸汽機(jī)

NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗室發(fā)布的蒸汽自動自主檢索機(jī)器人（SPARROW），大小約和足球差不多,，它將加熱木衛(wèi)二無處不在的冰,，形成蒸汽反推在木衛(wèi)二上跳躍前進(jìn)，為防止其在木衛(wèi)二上猶如冰刃一般的表面穩(wěn)定降落,，SPARROW設(shè)計成了陀螺儀穩(wěn)定的形式,！

右邊的是SPARROW機(jī)器人及其著陸器。

它讓木衛(wèi)二表面的行進(jìn)以及探測效率成百倍的上升,，而推進(jìn)介質(zhì)則來自于冰融化加熱的水蒸氣,，如果利用核電池，再加以合理的規(guī)劃,，似乎可以再木衛(wèi)二上蹦蹦跳跳幾十年啊,，這想想就激動，火星探測器都能爬十幾年,，這木衛(wèi)二上能蹦幾十年,，一直都有發(fā)現(xiàn)，實(shí)在是科學(xué)界之幸事,！

SPARROW任務(wù)還設(shè)想了一種集群工作的模式,，比如不同的機(jī)器人又不同的任務(wù)，有的在表面獨(dú)立研究,，有的可能會融化冰塊給其它探測器提供燃料,，而且還安排了其回到探測器附近加注燃料！