為探索外星海洋做準備,NASA深入深海

深海觀測站測試技術,為未來探索木衛二或其他冰衛星做準備

科學家在“鸚鵡螺”號考察船上於洛杉磯海岸附近部署無線深海觀測站 ABISS。

Jennifer Berglund

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2012年末,NASA的哈勃太空望遠鏡觀測到木星衛星木衛二冰凍表面噴射出水蒸氣柱。去年的另一次觀測提供了更多證據,表明這並非偶然。很可能在這個遙遠世界的冰層之下,存在一個比地球所有海洋加起來還要大的海洋。這在天體生物學界引起了轟動——擁有如此大量的水,木衛二是否也具備生命所需的必要成分?

現在,NASA 正為一項前往這顆神秘衛星的機器人任務做準備。“歐羅巴快帆”號探測器計劃於 2020 年代初期發射,配備用於成像、取樣和分析這個遙遠世界內部物質的儀器。NASA 科學家在將來自遙遠探測器的資訊中繼回地球方面擁有豐富的經驗——但用於原位測量生命物質的實際工具卻不太熟悉,因此科學家們轉向我們地球自身的深海尋求答案。“從技術上講,我們與深海科學家有著共同的目標和方法,”NASA 天體生物學專案主任瑪麗·沃伊泰克說。“我們希望通過了解地球上正在發生的事情,來理解地球之外正在發生的事情。”

NASA 委託哈佛大學的海洋生物學家彼得·吉爾吉斯和伍茲霍爾海洋研究所的同事們開發終極深海觀測站,他們在今年 8 月首次部署了該觀測站。他們希望這項技術既能闡明地球深海中支援生命的化學過程,又能探測其他海洋世界中生命的成分。


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他們的觀測站——一個名為 ABISS 的深海著陸器,ABISS 是“原位研究自主生物地球化學儀器”的縮寫——是一個行動式海底平臺,能夠為深海測量裝置組合供電和提供支援。它使用光學調變解調器從水面進行無線控制。該系統還使用雷射閃光即時傳送和接收資料和影像,雷射閃光以計算機化的莫爾斯電碼序列傳輸。這種新的調變解調器技術在伍茲霍爾開發,是深海研究領域的遊戲規則改變者,因為它使科學家能夠輕鬆地操縱和控制儀器,而無需物理電纜連線——這在以前只能使用聲納實現,但聲納對於此類工作來說太慢了。現在,附近船隻上的科學家只需使用透過開放水域傳輸的光訊號即可控制和接收來自觀測站儀器的讀數。這使 NASA 在木衛二海洋中進行科學研究又向前邁進了一步,在木衛二海洋中,透過數百公里厚的冰層進行無線通訊可能是唯一的選擇。

在本影片中,觀看來自哈佛大學和伍茲霍爾的科學家和工程師在“鸚鵡螺”號考察船上於洛杉磯海岸附近首次部署 ABISS 並測試其光學調變解調器。這艘考察船由海洋探索信託基金運營,該基金是由海洋學家羅伯特·巴拉德創立的組織。在未來兩年內,吉爾吉斯和他的團隊計劃在船上無線測試和控制 ABISS 上的各種儀器,使這項技術離前往木衛二的旅程更近一步。

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