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在对美国宇航局欧罗巴快艇中的可疑晶体管进行彻底审查后,美国宇航局管理人员已批准该探测器按计划于下个月发射,执行一项耗资 52 亿美元的任务,以查明木星冰冷卫星欧罗巴上可疑的地下海洋是否适合居住。

晶体管问题在五月份突然出现,引发人们担心快船的任务范围可能不得不缩小,或者航班因昂贵的维修而延误。

但审查显示,在 49 次近距离飞越木卫二期间,探测器每次都在木星强大的磁场和辐射环境深处,每次都会受到高辐射剂量,在这 20 天内,有问题的晶体管实际上会自我修复。

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美国宇航局欧罗巴快艇太空船近距离飞越木星卫星欧罗巴的艺术想象图。该探测器配备了最先进的仪器,将尝试确定木卫二冰壳下方广阔的地下海洋是否可以为生命提供宜居环境。美国宇航局 此外,还可以根据需要使用板载加热器来提高受影响晶体管的温度,从而改善恢复过程。

美国宇航局喷气推进实验室的欧罗巴快艇项目经理乔丹·埃文斯表示:“经过对晶体管的广泛测试和分析,欧罗巴快艇项目和我个人对我们能够按计划完成探索木卫二的最初任务充满信心。”

太阳能欧罗巴快艇是美国宇航局最雄心勃勃的行星探测器之一,它是一项“旗舰”任务,旨在多次近距离飞越欧罗巴,以了解​​冰冻世界冰壳下方的地下咸水海洋是否适合居住。

如果可居住性能够得到证实,“想想这意味着什么,在一个太阳系中有两个地方同时拥有目前适合居住的所有生命成分,”欧罗巴快艇计划科学家科特·尼布尔说。

美国宇航局总部。

“想一想,当你将这个结果扩展到这个星系中数十亿个其他太阳系时,这意味着什么。抛开‘是否有生命?’这样的问题。”关于木卫二的问题,仅仅是可居住性问题本身就为在银河系中寻找生命开辟了一个巨大的新范式。”

木卫二是伽利略于 1610 年发现的,美国宇航局航海家号探测器对木卫二进行了研究,更广泛的是,该机构在 20 世纪 90 年代命名的伽利略轨道器进行了更广泛的研究,该轨道器进行了十几次近距离飞越。

航天器发现木星的磁场在欧罗巴周围被扰乱,这意味着木星深处存在导电液体。鉴于木卫二的冰冻地壳,最可能的解释是地下咸水海洋,通过潮汐弯曲保持温暖,当月球在其轨道上摆动时,木星巨大的引力会重复挤压。

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二十多年前,美国宇航局伽利略号航天器拍摄到的特写镜头显示,木卫二的冰冻表面由巨大的冰块组成,杂乱无章。美国宇航局 欧罗巴快船并不是为了寻找欧罗巴地壳之上或之下的生命迹象而设计的。

但是,确认隐藏海洋的存在并确定其宜居性,将是在太阳系内以及目前定义的太阳系之外可能存在生命的地方的搜寻中迈出的重要一步。

“这是一项史诗般的任务,”尼伯说。“这对我们来说是一个机会,不是去探索一个数十亿年前可能适合居住的世界,而是一个今天、现在可能适合居住的世界,”

“这是对我们最近发现的一种新世界进行首次探索的机会,这种新世界被称为海洋世界,它完全沉浸在液态水海洋中,完全不同于我们以前见过的任何东西。这就是Europa Clipper 和她的团队将为我们揭晓。”

该航天器计划于 10 月 10 日搭乘 SpaceX 猎鹰重型火箭从肯尼迪航天中心发射,将于 2 月份首次飞越火星,利用这颗红色行星的引力将其送至 2026 年 12 月另一次加速飞越地球。

只有这样,欧罗巴快船才能以足够快的速度沿着飞往木星的轨道进入深空。即便如此,探测器要到 2030 年 4 月才能到达目标,利用推进器制动进入围绕这颗巨行星的初始轨道。

五个月后,将需要对多个卫星进行一系列近距离飞越中的第一次,以便在 2031 年春季与木卫二进行首次近距离接触。在贯穿 2034 年的两次科学活动中,计划至少对木卫二进行 49 次近距离飞越,包括低至月球冰冻表面上方 16 英里的通道。

5月份,当工程师们接到警告称整个航天器使用的晶体管可能存在严重问题时,任务正朝着发射方向推进。人们发现类似的组件在低于预期的辐射剂量下也会失效。

木星周围的辐射环境由行星的巨大磁场提供动力,该磁场捕获并加速来自太阳风和火山卫星木卫一的带电粒子。木卫二附近的辐射环境会在几个小时内杀死一名未受保护的宇航员。

因此,欧罗巴的飞行计算机和其他关键部件都受到防辐射“金库”的保护。整个航天器都使用了抗辐射部件。但制造商的测试数据显示,类似的组件在比欧罗巴快船所经历的辐射水平更低的情况下也会出现故障。

但经过几个月的测试,工程师们得出结论,航天器无需进行重大修改即可完成其任务。

“我们完成了广泛的测试来验证航天器上的晶体管,”埃文斯说。“过去四个月里,我们在多个地点每天 24 小时进行测试。我们模拟了类似飞行的条件,以阐明晶体管在我们四年的科学任务中在航天器上的各种应用中可能遇到的任何问题。

“我们将这些具有代表性的晶体管放入这些环境中,照射整个电路以观察系统的行为......我们复制了晶体管的自我修复功能,或者所谓的退火,这是通过将它们加热到室温来实现的,而本质上,当我们绕每个轨道运行时,我们会脱离那种强烈的辐射环境。”

他说,根据结果,“我们已经准备好进行最终的发射准备和审查。我们已经为欧罗巴做好了准备。”

威廉·哈伍德

比尔·哈伍德 (Bill Harwood) 自 1984 年以来一直全职报道美国太空计划,最初担任合众社国际卡纳维拉尔角分社社长,现在担任哥伦比亚广播公司新闻 (CBS News) 顾问。