去木衛二尋找生命！NASA這一任務如期發射

幾十年來，科學家一直夢想著木星的衛星木衛二（歐羅巴）及其冰層下可能存在的廣闊海洋。現在，距離向那里發射宇宙飛船只有幾周時間了。9月10日，美國國家航空航天局（NASA）確認，其“歐羅巴快船”航天器將按計劃發射。此前，人們曾擔心，由于晶體管可能存在問題，這艘價值50億美元的航天器的發射會大幅推遲。

木衛二。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

“我們相信，我們的航天器和有能力的團隊已經為發射操作和在木衛二上的全部科學任務作好了準備。”NASA噴氣推進實驗室（JPL）主任 Laurie Leshin在當日的新聞發布會上說。

“歐羅巴快船”的質量超過3.2噸，高度約5米，完全展開太陽能電池板時的寬度超過30米，是NASA有史以來為行星任務建造的最大航天器。昨天該任務通過了NASA術語中的“關鍵決策點E”——在發射之前需要清除的最后審查障礙。航天器的發射窗口將于10月10日開放。

如果下個月成功發射，該探測器將于2030年4月抵達木星。它的9種儀器將調查木衛二的冰層以及科學家懷疑位于其下存在的海洋，以確認這顆衛星是否可能支持人們所知的生命。此前的任務表明，木衛二的冰層下隱藏著一個鹽水海洋，其水量是地球海洋的兩倍多。木衛二的表面裂縫看起來是年輕的，這意味著這顆衛星有活躍的地質活動，暗示其內部可能足夠溫暖和富于變化，以維持復雜生命的化學過程。

“我們沒有三錄儀——電影《星際迷航》中的一種虛構儀器，以瞄準某物以揭示它是否有生命。”“歐羅巴快船”項目科學家Curt Niebur在新聞發布會上說，“探測生命是極其困難的，尤其是從軌道上。首先，我們要問一個簡單的問題：是否有生命存在的合適成分？”

在晶體管問題之前，“歐羅巴快船”任務已經經歷了不少挫折。2019年，NASA以預算問題為由，從航天器上拆除了一個復雜的磁力計，這激怒了科學家。在如何進入太空的問題上，也存在不確定性。這是因為美國國會一直要求航天器由NASA長期推遲的太空發射系統火箭發射。2020年，美國立法者終于允許“歐羅巴快船”航天器選擇美國太空探索技術公司的“獵鷹”重型火箭進行發射。

今年5月，NASA工程師得知已經安裝在“歐羅巴快船”航天器上的一批特定類型的晶體管出現異常，可能的晶體管問題浮出水面。這些組件被稱為MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管），其作用類似于電路中的開關，它們來自NASA供應商、德國英飛凌公司。 

由于“歐羅巴快船”航天器計劃飛越木衛二49次——最近距離為25公里，還要穿過被木星磁場（大約是地球磁場的2萬倍）加速的連續帶電粒子，這意味著安裝在探測器中的電子設備必須能夠抵抗輻射損傷。

隨后，NASA在美國3個實驗室進行了為期4個月的24小時密集測試：JPL、約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室以及NASA戈達德太空飛行中心。

在評估了安裝在“歐羅巴快船”上的同一批次的備用MOSFET后，NASA認為航天器的電路將按預期運行。這一結論部分基于這樣一個事實，即在圍繞木星運行的4年基線任務的前半段，航天器每21天中只有一天會處于木星輻射最嚴重的狀態。在其余時間里，軌道飛行器的晶體管可以通過一種名為退火處理的過程，在輕微加熱的情況下，從輻射損傷中部分自我修復。

“雖然‘歐羅巴快船’確實會進入輻射環境，但一旦它出來，就會有足夠的時間讓這些晶體管在兩次飛越之間有機會自我修復和部分恢復。”“歐羅巴快船”項目經理Jordan Evans在新聞發布會上說，“我們有信心，數據也證明了這一點——它能夠完成最初的任務。”