對於 21 世紀早期來說,最激動人心的行星際任務可以說不是目前正在火星周圍漫遊並收集樣本以備未來返回地球的“毅力號”機器人。相反,它是一艘美國宇航局的航天器,可能在本十年末發射到木衛二,這顆木星的神秘衛星在其冰冷的地殼下擁有巨大的海洋——比地球上所有海洋加起來還要大。這項名為“歐羅巴快帆”的任務最早可能在 2024 年發射升空,以研究這顆衛星的地下深淵,目標是評估其潛在的宜居性以及在那裡發現“第二次創世紀”的可能性。許多天體生物學家認為火星是尋找古代、現已滅絕的外星生命跡象的首要目標,因為它在數十億年前的條件相對類似於地球。 相比之下,木衛二從未真正像地球一樣,但它仍然可能為太陽系提供孕育現在活著的的外星生物的最佳前景。
這使得大衛·W·布朗 2021 年出版的新書《任務:一個真實的故事》的中心敘事更加引人入勝。儘管向木星含水衛星內部尋找生命跡象發射航天器具有壓倒性的科學和大眾吸引力,但實現“歐羅巴快帆”任務的征程卻是一場長達數十年的艱苦戰鬥。該任務成為美國宇航局下一個偉大的行星科學專案,甚至它能夠存在本身,都是對有時看似難以逾越的困難的勝利。 布朗是一位路易斯安那州的新聞記者,他花了數年時間跟蹤該任務背後的關鍵科學家、工程師、官僚和政治家。其成果是對“歐羅巴快帆”號的誕生以及每次被派往遙遠世界的機器人使者背後經常是英雄般有時是悲慘的人類奮鬥的權威描述。
《大眾科學》與布朗談論了他的書、《歐羅巴快帆》號漫長的發射臺之旅、火星成為行星科學“死星”的原因等等。
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首先,我想向您表示祝賀:我關注這個話題多年了,但閱讀您的書後仍然學到了很多。 透過關注“歐羅巴快帆”號背後的人員和政治,您揭示了科學之外的許多其他維度,這些維度必須結合在一起才能實現行星際探索。我認為您的工作在這裡具有持久的價值,從歷史意義上講,它超越了僅僅講述一個好故事。
我感到很榮幸。非常感謝您。
不客氣!我想說的是,有人可能會說《任務》實際上根本不是關於去木衛二,因為您在航天器到達發射臺之前很久就寫好並出版了它。您會說它是關於什麼的?
從主題上講,這本書是關於不同的人如何處理他們生活中的十字路口。每個角色,在他或她的職業生涯早期,都有一些時刻,一些決策點,事情可能會朝任何方向發展。
以路易絲·普羅克特為例,她現在是約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室空間探索部門的首席科學家,也是“歐羅巴快帆”號早期的重要貢獻者。她沒有像該領域的大多數人那樣,透過典型的從小學到大學學位的管道。 她是一位有職業生涯的成年人,當她決定改變生活並攻讀大學學位時。她後來成為所有行星科學領域最重要的研究人員之一。“歐羅巴快帆”號的專案科學家鮑勃·帕帕拉爾多,在他的整個職業生涯中,本可以隨時將歐羅巴專案擱置一旁——這在職業上會是更明智的選擇。 但他性格中的某些東西不允許他這樣做。他必須讓一個任務飛行起來。在美國宇航局總部,作為行星科學部門的專案科學家,如果柯特·尼伯在他的投資組合中在歐羅巴上劃了一條幹淨的線,然後說“下一個”,他的工作就會輕鬆得多,但他沒有。 這適用於書中每一個角色。
這也更廣泛地適用於美國宇航局,甚至整個行星科學領域。機構和社群在探索優先事項以及如何處理追求純科學帶來的長期資金不足問題上,不得不做出艱難的決定。所有這些事情,以及更多的其他事情,最終共同促成了進入木衛二的機會。任何一個朝另一個方向發展的單一要素都可能使整個專案脫軌。
最初是什麼啟發您從一開始就著手研究這個主題的?
一本書的最初火花來自於一個認識,即在新視野號飛掠冥王星之後,以及卡西尼號土星任務和朱諾號木星任務的計劃結論之後,人類將沒有任何活躍的航天器探索小行星帶以外的行星。 自 1970 年代以來,外太陽系將首次陷入黑暗.
當這種情況發生時,人類將失去一些重要的東西。 這讓我非常困擾——作為一個美國人,作為一個將我們可能的未來視為在其他世界的人類,以及作為一個對科學感興趣的人。你知道,除了戰爭之外,有時似乎太空探索是唯一一種總是使用“我們”這個代詞的人類事業:我們發動戰爭。我們登上了月球。無論何時這種努力被削弱,我認為這對我們所有人來說都是一種損失。
當時,木衛二探索只不過是一系列研究。 但對我以及許多其他人來說,很明顯,這是我們重燃外行星探索的最佳希望——更不用說它的意義了。我的意思是,作為一名講故事的人,你總是在尋找高風險的敘事。 當然,如果事實上有一天在木衛二的海洋中發現了生命——並且可能是複雜的生命——我的意思是,那將對科學、哲學、宗教以及當然還有地緣政治優先事項產生影響。 這將是人類歷史上一個激動人心的時刻。我非常希望那裡有一個故事。
我交談的第一個人是路易絲·普羅克特,她告訴我她有 15 分鐘的談話時間。我說,“太好了。我只需要這些。” 在 15 分鐘的談話進行了三個小時後,我意識到,在她為一項又一項木衛二研究工作了十年之後,這可能是她第一次真正向任何記者敞開心扉,談論她參與的這件了不起的事情,以及已經成為她一部分的事情。
對於參與木衛二任務的每個人來說,情況似乎都是如此。他們為了讓這件事開始運轉而在戰壕裡戰鬥了很久。 我與越多的人交談,我就越瞭解鬥爭和挫折、心痛和失落,以及這一切的純粹冒險。我愛上了這本書中的每個人,也愛上了木衛二。 真的,我愛上了整個行星科學領域。
我記得幾年前和您稍微談論過這本書,當時,暫定的書名是《離地球一英寸》。現在,當然,它是《任務》(帶有一個優美而詳盡的副標題)。 但儘管我喜歡它現在的形式,但我有點失望,我從未了解這本書原始標題的含義。那是關於什麼的?
我當時正在參加美國宇航局太空發射系統 (SLS) 火箭的早期測試,該火箭最初計劃將這艘航天器送往木衛二。 當時擔任 SLS 專案負責人的託德·梅簡要介紹了將火箭(或任務)運到發射臺的過程。他說,讓航天器飛行 30 億英里很容易。 真正困難的是讓它離開發射臺一英寸。他的意思是技術層面和專案層面都是如此。 啟動這些任務非常困難,我認為大多數人都沒有意識到這一點。
我記得當新視野號飛掠冥王星時,我告訴一位朋友這有多麼令人興奮,她說,“他們為什麼要甚至去冥王星?它甚至不再是一顆行星了!” 這讓我深刻地認識到許多人對這類任務的貧乏理解。 很多人似乎認為航天器在幾個月內建成,然後火箭發射,然後航天器在幾周內到達目的地——幾乎好像美國宇航局只是從貨架上取下一艘航天器並將其發射到冥王星一樣。 如果你只注意到最後的接近和飛掠,它看起來會像是一件快速而容易的事情,但事實上,獲得該任務的批准花了十多年時間,到達冥王星飛行了九年。我的意思是,這些專案可能需要整個職業生涯,有時甚至需要整個一生。
顯然,這也與木衛二直接相關。 對我來說,“離地球一英寸”這句話不僅讓人聯想到行星際探索的專案鬥爭,也讓人聯想到複雜的生命可能就存在於僅僅兩個行星之外的這個令人毛骨悚然的小衛星上,它圍繞著這個奇怪的氫氣巨球執行。 如果生命能夠在那裡開始,那可能意味著宇宙中的生命不像沙漠中的單株仙人掌。它更像草地上的一根草葉。它將無處不在。 而這種宇宙發現如此接近地球的想法真的引起了我的共鳴,它也引起了這句話的共鳴。
當您開始寫這本書時,最讓您驚訝的是什麼?
最讓我驚訝的是,我對這個主題一無所知! 我在早期開始做這件事時,感覺我對行星科學領域、美國宇航局的運作方式、科學過程的運作方式以及從事這類工作的人員型別都有了紮實的瞭解。 但在幾乎第一天,我就震驚地發現自己一無所知。
我記得幾年前,我第一次參加在德克薩斯州休斯頓附近舉行的年度月球與行星科學會議。 我準備好在那裡獲得所有這些驚人的故事並學習所有這些壯觀的事物。但科學似乎像中子星一樣稠密。 我什麼都不知道。我差點崩潰哭了。太糟糕了! 但從某種程度上來說,這是一種解放,因為當我意識到自己知道的有多麼少時,我就能夠以完全初學者的心態和一種我想讓讀者也體驗到的驚奇感來對待這個主題。 所以我從一開始就定下了一個規則,那就是這本書將零憤世嫉俗和諷刺。我認為我實現了這個目標。
您在書中描述了以火星為中心的人們與行星科學領域許多其他人的對抗關係,其中火星界在安排任務方面的成功是以犧牲其他世界探索目標為代價的。 似乎火星特遣隊的實力已經塑造了美國宇航局的整個行星科學部門,以及整個領域本身。現在仍然是這種情況嗎?
我喜歡說火星就像《星球大戰》中的死星。 因為在任何給定的時刻,它都可能摧毀探索任何正在考慮的行星或衛星的計劃。 火星界在專案層面一直非常擅長做到這一點——維持一系列邏輯嚴密、精心策劃的任務,所有這些任務都逐步導致回答一些高影響力的科學問題。 但他們正在從另一個天生的、內在的優勢中獲益:美國宇航局首先是一個載人航天組織,該機構希望將宇航員送往火星。 宇航員永遠不會降落在木衛二上——至少在科幻小說之外是這樣。 宇航員永遠不會降落在泰坦星上,他們也不會降落在金星上。但他們總有一天會降落在火星上。 正因如此,瞭解火星的緊迫性是外行星所不具備的。
儘管如此,在所有條件相同的情況下,如果可以選擇,我認為美國宇航局作為一個組織仍然更願意去火星——在努力向木衛二傳送東西的最黑暗的日子裡,情況肯定是這樣。
最黑暗的日子究竟是什麼時候?
可能是在上次行星科學十年調查[一項規劃工作,每 10 年為美國宇航局和其他政府機構提供主要科學優先事項建議]中,“火星樣本返回”獲得旗艦任務的最高推薦時。 對於本書的英雄們來說,這是一個多麼大的打擊,這一點怎麼強調都不為過。 如果不是國會的干預——特別是來自德克薩斯州的共和黨眾議員約翰·卡爾伯森——“歐羅巴快帆”號可能根本不會發生。 卡爾伯森希望美國宇航局去木衛二,因為他認為在那裡發現生命可能是該機構的團結力量——增加它重新獲得阿波羅時代那種資金和精神的機會。卡爾伯森促成了這件事。
大衛·W·布朗。圖片來源:Romney Caruso
那麼,考慮到美國宇航局的火星熱,行星探索的目的地和優先事項是否變得更加公平?
也許吧。 火星界顯然希望未來進行小型任務——研究火星地下和任何水冰沉積物等等。 這為太陽系中的其他天體創造了屬於它們的時刻。
我懷疑無論最新的十年調查認可與否,樣本快取返回飛行器都將飛往火星。 說出來可能有點異端邪說,但我認為我們太接近實現科學家自 1980 年代以來一直在尋求的這件事了。 我們不會讓那些樣本管在火星上再放 20 年。 由於美國宇航局和國會似乎都願意讓外行星旗艦飛行,我認為我們將開始看到每十年都有雙旗艦飛行。但我可能完全錯了,未來 20 年可能是行星際探索的新黑暗時代。
當我剛開始寫這本書時,外行星領域一片悲觀。 但現在我感受到了一種以前沒有的樂觀情緒。 這在很大程度上是因為“歐羅巴快帆”號最終獲得批准,並且像“蜻蜓號”這樣的專案,這是一款計劃於 2020 年代後期發射到泰坦星的鈽動力四軸飛行器,不僅將探索另一個天體,而且還將以瀟灑的方式進行。 當你對那些令人難以置信的引人入勝的地方採取這種大膽的行動時,我認為這對更廣泛的社群有一種光環效應。
我希望您是對的。 讓我們談談本書的結尾——或者說是任務本身的當前狀態,因為正如您非常清楚的那樣,“歐羅巴快帆”號甚至還沒有離開地球一英寸。 原計劃發射它的 SLS 火箭尚未飛行。而卡爾伯森,歐羅巴計劃在國會山的倡導者,在競選中落敗,不再是國會議員。
我在寫這本書時就知道,我將追逐一個移動的目標。 我的意思是,例如,如果我必須不斷更新 SLS 的狀態,我仍然會寫這本書,SLS 在該專案的大部分歷史中都是它名義上的太空之旅。 因此,我選擇在 2015 年結束這個故事,當時“歐羅巴快帆”號正式成為美國太空計劃的旗艦行星科學任務。 你不需要陳詞濫調的火箭發射的最後一幕,因為與使任務成為現實的史詩般的鬥爭相比,那根本不算什麼。
《任務》在許多方面都是一個搶劫故事。 一群聰明人,每個人都有不同的才能和關係,走到一起實現一個共同的目標。 這就像《十一羅漢》,但他們最終不是搶劫賭場,而是得到了一艘名為“歐羅巴快帆”號的宇宙飛船。
就“歐羅巴快帆”號[截至 2021 年初] 的情況而言,他們已完成關鍵設計評審,並開始大力建造他們的航天器。 您很快就可以前往加州理工學院的美國宇航局噴氣推進實驗室 (JPL),親眼目睹這個東西從 PowerPoint 變為現實——在高位機庫 1 中建造,這是一個建造航天器的潔淨室。
較小的元件已經在開發中。 例如,您可以在約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的潔淨室中看到線束——實際將飛往木星的線路。 該任務的科學儀器也已進入開發階段。 現在您可以看到實際的零件和元件,它們將用於一艘真正飛往太陽系中最有可能孕育生命的地方(地球除外)的宇宙飛船。 看到這個過程是多麼細緻——有多少小東西被用來創造這個龐然大物,真是令人興奮。
當“歐羅巴快帆”號完成時,航天器的翼展將有一個籃球場那麼大。 但現在它還處於人類的尺度,你知道,人們在擰電線和彎曲金屬。 這對我來說,非常令人感動。 他們現在也在做一些艱苦的工程工作。 當他們做這些艱苦的工程工作時,科學也在向前發展。 我們正在更多地瞭解水柱可能從木衛二的地下海洋中噴出的方式、它們的來源以及上覆冰層的行為方式。
美國宇航局目前在木星的“朱諾號”航天器的任務已延長,以飛掠木星的一些冰衛星。 因此,我們將獲得更多資料,希望這些資料有助於塑造任務。
那麼“歐羅巴快帆”號擺脫困境了嗎?
我認為,除非美國宇航局發生重大危機,否則實際上不會關閉該任務,因此它可能會以某種方式飛行。 因此,從這個角度來看,是的,它擺脫困境了。 現在,就未來幾年仍需做出的艱難技術決策以及需要彙集在一起以使專案保持在軌道上的財務要素而言,我不太樂觀。 例如,“歐羅巴快帆”號是否有足夠的資金來飛行廣角相機? 我不知道。 我希望它有,但它在其漫長的發射臺之旅中已經丟失了儀器。 因此,它幾乎肯定會飛行。 但它飛行時的樣子仍然有點模糊。
就更廣泛的木衛二探索序列而言,我的魔法 8 號球不太樂觀。 當約翰·卡爾伯森在選舉中落敗時,正在開發的後續任務“木衛二著陸器”失去了其最偉大的政治倡導者和資金撥款者。“木衛二著陸器”非常重要,因為“歐羅巴快帆”號可能找不到生命。 它正在研究木衛二的宜居性,並將有助於確定生命最有可能存在於海洋世界的位置。 它將需要一個著陸器降落在表面,挖掘或鑽探或融化到表面,尋找曾經蠕動的東西的證據。
這是一個非凡的任務,正是 JPL 以此聞名的那種“敢於冒險”的專案。 已經花費了超過 1 億美元,但現在工作基本上已經停止。 如果著陸器獲得十年調查的認可,我感覺工作將立即恢復,並且發射只會比原計劃晚幾年。 但這種認可是一個很大的“如果”。
您現在在做什麼? 可能是另一本書嗎?
是的,一本關於一群冒險的科學家的書,他們一直在南極洲進行開創性工作,研究海平面快速上升。 我已經和他們一起去過南極洲進行了一次探險。 當然,這不是續集,但與《任務》之間存在著美好的聯絡,因為一些世界頂級的地球冰凍圈專家也對木衛二感興趣。 有些人研究南極洲,以便他們能夠理解木衛二。 無論如何,去南極洲肯定更容易!
