木星的冰冷衛星木衛二 是最令人嚮往的探索世界之一——這就是為什麼NASA科學家正在深入設計歐羅巴快船號，這艘旨在揭開其秘密的探測器。
歐羅巴快船號 最早將於2023年發射，然後前往木星系統，對這顆神秘的冰冷衛星進行約40次近距離飛掠。一旦抵達，探測器將收集關於木衛二的地質、成分和隱藏的內部海洋的重要資訊。但在團隊開始建造探測器之前，它還需要透過最後一次審查。
“我們對木衛二的瞭解還不夠深入——我們試圖理解其中一些關鍵的謎團，” NASA 噴氣推進實驗室的行星科學家、該任務的專案科學家羅伯特·帕帕拉爾多告訴 Space.com。“[歐羅巴快船號] 將告訴我們很多關於冰衛星如何運作的資訊……而且 冰衛星 可能是宇宙中最常見的宜居環境，這令人興奮。” [照片：木衛二，木星神秘的冰衛星]
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冰衛星上的任何生命 都不會在表面上：它會隱藏在內部海洋中，那裡附近行星的引力使水保持液態。我們目前所知的所有生命都需要水。此外，海底的地質活動可以提供化學物質來滋養微生物。冰層可以阻擋轟擊表面的危險輻射。因此，雖然在木衛二上還有很多其他科學研究要做，但瞭解其是否宜居——或不宜居——是任務的關鍵部分。“人們關心它，人們想了解這個可能孕育生命的神秘世界，”帕帕拉爾多說。“這是做這件事的一個非常重要的原因。”
探測器將攜帶一套九種儀器，旨在協同工作，以解決其中一些重大謎團，並評估這顆衛星的宜居程度。在訪問期間，探測器將到達距離木衛二表面僅 15.5 英里（25 公里）的範圍內，僅這一點就對執行任務的科學家來說是個好兆頭。“我們將獲得非常棒的影像，”歐羅巴快船號的科學家克里斯蒂娜·裡奇告訴 Space.com。
那層冰殼有很多秘密，其中最重要的就是 它的厚度。表面最常見的特徵是山脊，科學家們不確定它們是如何形成的。冰蓋中的縫隙可能會讓海水柱 噴射到太空，就像土星最著名的冰衛星土衛二上發生的那樣。
而且似乎存在某種過程，涉及沿著木衛二表面移動冰塊，但驅動它的細節仍然是個謎。“從地質學的角度來看，我們還有很多東西沒有看到，我們只是獲得了一些線索，”歐羅巴快船號的副專案科學家大衛·森斯克告訴 Space.com。
為了解決這些謎團，探測器、其儀器和管理人員都在借鑑先前任務開發的策略。與朱諾號一樣，探測器將在寒冷的木星系統深處依靠太陽能。與卡西尼號在土衛二一樣，快船號可能會飛過羽流。[木衛二上的水羽流：影像中的發現]
但也有新的挑戰需要應對，例如為探測器選擇在木星系統周圍執行的路徑，這個過程稱為軌道規劃，森斯克開玩笑地稱之為“黑魔法”。（探測器不會直接繞木衛二執行，因為它如果這樣做會接收到過多的輻射。但這種限制也帶來了好處——例如可以瞥見其他衛星。“木衛一 恰好就在那裡，”裡奇說。“誰不想看看那個看起來像麻臉深淵的行星天體呢？”）
軌道規劃是一項複雜的數學工作，最終的選擇將精確地決定在任務飛掠木衛二期間可以進行哪些科學研究。這就是為什麼軌道團隊正在為每個儀器的團隊制定一系列方案以供評估，以便選擇整體科學潛力最佳的方案。
這與最初確定探測器前往木星系統的路線是不同的過程，後者正在等待 NASA 關於任務運載火箭的決定。快船號將乘坐該機構自己的太空發射系統 進行為期三年的旅程，或者乘坐 SpaceX 的獵鷹重型火箭，這將使旅程延長至五年或六年。
在等待決定的同時，團隊專注於當前的障礙：解決在專案各個元件及其相互作用的審查中提出的問題。一旦這些問題得到解決，專案將進入任務設計師所稱的 C 階段，其中包括設定專案的最終預算並開始建造真正的探測器。“那時樂趣就開始了，”裡奇說。
與此同時，一個關鍵風險是探測器的某個部件可能會比其他部件領先太多，從而使工程師更難將所有部件組合在一起。“對任何團隊來說，這始終是一個壓力很大的時期，但我認為這個團隊處理得非常好，而且我認為我們都很興奮開始建造，”裡奇說。“這有點像一個複雜版本的俄羅斯方塊，其中一行排列得非常好，其他部分也開始排列並融入進來，但你要確保你不會讓這一部分比其他部分領先太多。”
對於帕帕拉爾多來說，他從任務的早期就參與其中，並記得為獲得支援而進行的鬥爭，這個過程已經變成了一場旋風。
“這太令人驚歎了，我們必須如此迅速地行動，才能在最早於 2023 年發射，”他說。“有時，你會停下來意識到你正身處一條奔騰的河流中，它只是帶著你前進，因為有太多的事情要做。”
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