外太空的冰下之旅

淼森

在南極的某處冰地上，開著一個(gè)直徑183厘米的大洞，洞口旁站著6位美國(guó)宇航局的科學(xué)家，他們正在操作著什么。他們這次并不是要研究南極的水下環(huán)境，而是正在測(cè)試一輛叫做“BRUIE”（Buoyant Rover for Under-Ice Exploration，冰下探索浮力漫游車）的水下探測(cè)器。

木衛(wèi)二的地下液態(tài)水

他們?yōu)槭裁匆罄线h(yuǎn)地跑到南極冰大陸進(jìn)行測(cè)試呢？因?yàn)檫@輛水下探測(cè)器可不簡(jiǎn)單，科學(xué)家們希望它將來能夠去往木衛(wèi)二，在木衛(wèi)二“冰殼”下的“海洋”尋找外星生命。

美國(guó)宇航局科學(xué)家設(shè)計(jì)的冰下探索浮力漫游車

在我們進(jìn)一步了解BRUIE號(hào)水下探測(cè)器之前，先讓我們簡(jiǎn)單了解一下木衛(wèi)二吧。

“水之月”木衛(wèi)二

木衛(wèi)二的直徑約有3100千米，略小于月球的3500千米。1990年，美國(guó)宇航局向木衛(wèi)二發(fā)射了“伽利略”號(hào)衛(wèi)星探測(cè)器。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，科學(xué)家們猜想，木衛(wèi)二的表面上很可能有大量的液態(tài)水。

一個(gè)重要的依據(jù)就是科學(xué)家們?cè)谀拘l(wèi)二上觀測(cè)到了一種類似大型水蒸氣羽流的場(chǎng)景;加上木衛(wèi)二是太陽系中已知表面最為光滑的天體，木衛(wèi)二表面溫度最低為-223℃，最高為-148℃，這意味著木衛(wèi)二的表面極有可能結(jié)了一層厚厚的冰。但既然水都結(jié)成冰了，液態(tài)水又從何說起？因?yàn)榭茖W(xué)家們測(cè)得木衛(wèi)二上的潮汐力是地球的1000倍，由這種程度的潮汐力引起的潮汐加熱足以使冰下的“海洋”保持液態(tài)，也正是這股潮汐力“扯裂”了冰面，使得大量較為溫暖的水沖向表面，隨后又遇冷形成大型水蒸氣羽流。

科學(xué)家們利用這個(gè)理論猜想和收集到的數(shù)據(jù)建立了一個(gè)模型，成功地預(yù)測(cè)了2016年9月木衛(wèi)二上的一場(chǎng)大型水蒸氣羽流。根據(jù)模型預(yù)測(cè)，木衛(wèi)二上的液態(tài)水量很可能是地球的三倍，而且溫暖的海洋預(yù)示著它可能還具有生命。這給了科學(xué)家們足夠的動(dòng)力，想盡辦法對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行更深入的探索。BRUIE號(hào)也因此誕生了。

在冰底漫步的BRUIE號(hào)

BRUIE號(hào)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單：一根1米長(zhǎng)的圓柱體兩端連接兩個(gè)大輪子，便于在冰層下行駛。圓柱體分為兩節(jié)，每節(jié)可獨(dú)立地上下旋轉(zhuǎn)，并配有各自的攝像頭和照明燈。BRUIE號(hào)之所以是這樣的結(jié)構(gòu)，是因?yàn)檫@能使它既可以漂浮于海洋中，又可以沉潛入海底，還能盡可能地減少不必要的制動(dòng)，減少能量的損耗，并降低BRUIE號(hào)對(duì)冰層下可能的微生物的生命威脅。科學(xué)家們可不希望將來BRUIE號(hào)剛跟外星生命接觸就將這些小小的生命給帶走了。

當(dāng)BRUIE號(hào)貼近冰底之后，它才正式開始工作，此時(shí)它將緩慢地向前行進(jìn)，并用攝像頭拍攝影像。

這還不是BRUIE號(hào)的最終形態(tài)，畢竟，它將來要去往的地方環(huán)境條件將更為嚴(yán)峻。BRUIE號(hào)的能量也一直讓科學(xué)家們頭痛，如果在木衛(wèi)二的表面倒還好，BRUIE號(hào)可以利用太陽補(bǔ)充能源，但一旦BRUIE號(hào)下到冰下的海洋，它將不知道何年何月才能夠回到“地面”，更不用說在這之前，它要想辦法穿透30千米厚的冰層。

科學(xué)家們倒是想到了一種解決方案，那就是未來的BRUIE號(hào)將由核能驅(qū)動(dòng)，然后利用核能產(chǎn)生的熱量使冰融化，同時(shí)BRUIE號(hào)再推動(dòng)自己穿越冰層。

不過好在距離BRUIE號(hào)正式出發(fā)還有一段時(shí)間，科學(xué)家們還要在2025年發(fā)射一艘名為“木衛(wèi)二快船”的探測(cè)器，該探測(cè)器將對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行至少40次的全面探測(cè)，為更進(jìn)一步的探測(cè)收集數(shù)據(jù)，然后再?zèng)Q定BRUIE號(hào)的行程。在這段時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家們似乎有充足的時(shí)間來解決BRUIE號(hào)最重要的能源問題。

木衛(wèi)二上究竟有沒有液態(tài)水和生命？BRUIE號(hào)最終將有什么樣的建樹？在不久的未來，我們將會(huì)知道這些問題的答案。