去土衛六還是木衛二?

行星科學家鮮有機會能夠挑選下一個大型探測計劃的目的地。但是是去土衛六呢，還是是木衛?

2005年美國亞利桑那大學的行星科學家喬納森·盧寧成為了第一批看到土星衛星土衛六表面的人。在“惠更斯”探測器下降的過程中，一片陸地進入了視線。這是一個冰封的世界，布滿了由液態甲烷“開鑿”出的山脈和溝壑。“然而一時間我卻悲喜交加，”盧寧說，“喜的自不待言，悲的是我意識到在我的科學生涯中無法再一次看到這個地方了。”

不過，如果美國航宇局(NASA)和歐洲空間局(ESA)決定20年后重返土衛六的話，那么盧寧可能就不需要悲傷了。2009年1月底至2月初NASA和ESA官方為下一個大型太陽系探測計劃選擇了目的地。這個計劃預期耗資大約40億美元，2020年左右發射。土星的衛星土衛六和木星的衛星木衛二是兩大奪標熱門。

最終的決定無疑需要行星科學家們做出抉擇。“我想選擇的關鍵應該是科學，”盧寧說，他正在推動重返土衛六。在他的計劃中將會釋放一個漂浮在土衛六大氣中的熱氣球。

另一方則是木衛二的支持者，他們已經為此工作了十年因此信心百倍。他們計劃將NASA的木衛二探測計劃和ESA的木衛三探測計劃合二為一。美國噴氣推進實驗室(JPL)的行星科學家鮑勃·帕帕拉多已經為木衛二探測計劃工作了5年。他說，土衛六計劃的相關研究則剛剛開始。“你會去挑選一匹整裝待發的戰馬，還是會去問‘這匹馬準備好出發了嗎?’”他說，“對項目的評估應該著眼于實際情況以及準備充分與否。”

10年前，有一個木衛二探測計劃便脫穎而出。1995年，“伽利略”探測器開始了為期8年的木星探測之旅，期間它拍攝了第一批木衛二表面布滿裂痕的特寫照片。不久對磁場的分析顯示了這顆衛星所具有的驚人特質。在表面的冰層之下，木衛二具有一個溫暖的含鹽海洋。隨即科學家們就開始大聲呼吁重返木衛二。從1999年開始JPL便啟動了木衛二環繞探測器計劃的研究。2002年木衛二探測計劃被列入最優先發展計劃，2005年美國國會甚至告訴NASA要啟動木衛二探測計劃。

現在重返木衛二的要求依然十分迫切，因為“伽利略”只飛掠過木衛二11次而且“伽利略”的天線沒有完全打開因此制約了數據的傳輸。搭載了新儀器設備——尤其是能穿透冰層的雷達——的環繞探測器可以最終回答木衛二冰層到底有多厚，并且揭示出其表面裂縫的深度。天體生物學家則希望了解木衛二海洋和木衛二表面的隔絕程度。盡管那里的輻射可能會使得生命難以生存，但是也有可能會存在可以滋養生命的化學物質交換。

安全第一

輻射不僅僅會危急到生命，還會破壞探測器上的電子設備。在過去的十年里，工程師們已經研發出了抵御輻射的技術。對木衛二的早期研究便資助了對抗輻射電子設備的研發，目前這些技術已經運用到了軍事衛星和NASA的探測器上。而且正在變得越來越廉價。如果抗輻射器件沒有研制成功或者造價太高，那么工程師們就會把木衛二環繞探測器上的11臺儀器設備放置在由鉭和鎢制成的金屬防護罩里。

按照JPL木衛二研究主管卡拉’克拉克的說法，輻射防護的費用依然會占到總成本的20％～30％。木衛二環繞探測器的成本必須控制在NASA規定的29億美元之內，而木衛三探測器的造價則受限于ESA的6.5億歐元(8.6億美元)的上限。以這樣的成本，再搭載一個著陸器或者冰層鉆探機器人部是不可能的。但帕帕拉多認為，現在向木衛二發射探測器可以為將來在其表面著陸掃清道路。“現在我們已經準備好去木衛二了，”他說，“而下一個目標則是土衛六。”

先木星后土星，先木衛二后土衛六，這樣一個順序對美國約翰‘霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家拉爾夫·洛侖茨來說并不奏效。“選擇項目的核心是所花的錢能得到最大的科學產出，”他說，“而土衛六正是我們唾手可得的目標。”他說，土衛六具有大氣、水循環甚至還有冰火山，這可以使得更為廣大的科學家從探測任務中受益。

按照有關的計劃，NASA會向土衛六發射一個運轉壽命為4年的極軌探測器。為了控制成本，探測器將只攜帶6臺儀器——只有“卡西尼”探測器的一半。不過這些儀器都是針對土衛六量身定做的。例如，其中的一臺質譜儀可以探測含有數百個碳原子的分子鏈，而“卡西尼”上的質譜儀只能探測含有七、八個碳的分子。

在抵達土衛六之后，ESA也會顯現出它的作用。首先，一個和“卡西尼”上的“惠更斯”類似的著陸器會被釋放到土衛六北極兩個巨大的甲烷-乙烷湖中的一個。它會在土衛六冬季的黑夜中漂浮幾個小時，使用吸管采集樣本，并且過濾出有機分子的證據。“之所以要降落在湖泊里，”盧寧說，“是因為它是絕好的有機溶劑。”

但這個探測計劃真正出彩的地方是它會釋放出一個由法國制造的、直徑11米的熱氣球，它會漂浮在土衛六赤道上空10千米的地方，透過土衛六上的甲烷霧來探測它的表面。歐洲土衛六計劃研究的領導、巴黎天文臺的雅典娜庫斯特尼斯說。由于使用放射性元素加熱，因此這個熱氣球在其不少于6個月的壽命中可以至少環繞土衛六一圈。在氣球剛開始下落的過程中所使用的熱防護罩也不會被浪費，它上面將攜帶地震檢波器和磁強計來測量潮汐形變和冰火山活動。

在土衛六和木衛二之間的最終抉擇將不僅僅取決于科學目標和技術問題，還牽涉到政治問題。NASA的科學主管愛德華·韋勒和ESA的科學主管大衛·索思伍德也坦率地表達了他們各自的看法。“我已經看到了‘卡西尼’所發回的數據以及它對我們認識的沖擊，”韋勒說，“因此我更青睞土衛六。”索思伍德說：“從感情上講我更傾向于土星和土衛六，但從科學上講我更希望是木衛二。”

去木衛二

最終，NASA和ESA的聯合木星探測計劃勝出。NASA主攻木衛二，而ESA的目標則是木衛三。同時這兩個探測器還將一起研究木星的磁場。為此，NASA將先注資1千萬美元用于該計劃的概念研發。不過整個項目的資金目前還無法得到最后的保證。ESA方面也存在同樣的資金問題，它的木衛三探測器必須和一架x射線望遠鏡以及用于探測引力波的太空激光干涉儀競爭，而且預計到2011年才能知道誰是最后的贏家。