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地球的某些部分与木星的卫星木卫二相似

木卫二是众多环绕木星运行的卫星之一,在其冰冻的表面地壳下似乎隐藏着一片假定的海洋。然而,需要更坚固的相机来探测冰层下的水域。

现在,地球上“及更远的地方”正在发现一些模仿木星卫星的地点,这可能有助于探索者进行试运行。

火星探测漫游者等火星任务在地形模仿这颗红色星球的“火星场”地区进行了详尽的实地测试。同样,研究人员也希望使用地球上月球的类似物来排练探索木卫二的任务。

鉴于木卫二表面结冰且有裂缝,登陆和移动木卫二可能会特别棘手。出于对木卫二是否可能拥有外星生命的好奇,科学家们也想大力测试寻找生命迹象的方法,同时避免任何地球微生物突然搭上我们的太空飞行器,从而污染结果。

美国国家航空航天局喷气推进实验室的首席生物学家Damhnait Gleeson说:“在我们建造着陆器之前,我们需要了解这些环境,以及在这些不寻常的条件下生物学和化学的相互作用。”“设计前往欧罗巴的任务带来了许多技术挑战,从低温到恶劣的辐射。”

LakeVostok

地球上木卫二最重要的类似物可能是南极洲的沃斯托克湖。正如木卫二的海洋可能位于约9.3英里(15公里)的冰层下一样,LakeVostok位于南极东部冰盖表面下约2.5英里(4公里)处。

沃斯托克湖被发现的穿透雷达预计在木卫二上有价值,而且该湖也像木卫二一样是动态的。例如,沃斯托克湖的地热估计会以与月球上预期的速度相差不大的速度驱动水流。

沃斯托克湖是否像欧罗巴一样有生命,这个问题令人难以回答。虽然对湖边冰的一些测量发现了各种微生物和有机分子,但其他研究只发现了特殊喜热细菌的DNA特征,而其他研究则没有发现任何微生物。为净化工具而制定的严格程序,从而从LakeVostok获得明确的结果,也应该对欧罗巴任务有所帮助。

LakeTirez

尽管沃斯托克湖可能反映了木卫二大部分由纯水冰组成的部分,但西班牙蒂雷兹湖极咸的高盐水可能与木卫二隐藏的液态海洋有化学相似之处。蒂雷萨雷湖的海水富含镁、钠、氯和硫酸盐,当冻结时,这些海水的读数与美国国家航空航天局伽利略号宇宙飞船获得的木卫二的读数相似。

事实上,用于研究冰冻蒂雷兹卤水的仪器已经飞入太空,例如火星极地着陆器上的热和演化气体分析仪和Phoenixmission,因此它们或它们的后代也可以在欧洲使用。

LakeTirez还拥有两种形式的生命“光合作用维持的群落”,以及在无空气的地下领域依靠无机化合物呼吸的生命。这个湖可能被证明是用于在木卫二上寻找生命的仪器的关键试验场。例如,科学家们利用与生物材料接触时发出荧光的化合物检测到了湖中的微生物。

蒂雷兹湖极咸的海水给这里的任务带来了挑战,使这里成为测试木卫二飞船的好地方。Gleeson说:“众所周知,高盐水对许多金属都有腐蚀作用。”“腐蚀研究正在进行中,例如针对索尔顿海地热卤水的钻井作业,研究的材料对这些影响更有弹性。”

BorupFiord Pass

加拿大高北极地区埃尔斯米尔岛上BorupFiord Pass的特殊硫泉可能是欧洲表面最好的化学模拟物。因此,那里的冰川沉积物可以让科学家们很好地了解在陆地上寻找什么。

被富含硫的物质覆盖的欧洲沿着裂缝和山脊集中在结冰的表面。尽管伽利略号太空探测器的光谱仪从木卫二的“光谱指纹”中捕捉到了一些红外信号,这可能有助于识别这些物质是什么,但到目前为止,还不确定哪些化合物的确切混合物与指纹相匹配。为了帮助识别这些神秘的化合物,研究人员正在研究Borup FiordPass,它拥有富含硫的泉水和冰川的组合,这些泉水和冰川在地球上非常罕见,类似于木星的月球表面。

科学家们不仅在野外和实验室,而且在卫星上检查了博鲁普·峡湾山口的材料,使用的技术应该在绕木卫二运行的航天器寻找着陆点时被证明是有用的。此外,Borup Fiord Pass的沉积物中存在微生物群落,在扫描木卫二上的生命时,观察这颗行星上留下的生命特征可能至关重要。

Gleeson说:“在这些极端条件下,地球上的微生物生命不仅可以生存,而且可以蓬勃发展。”“这对欧罗巴的潜在生命来说是个好消息。”

Alpineanalogs

加利福尼亚州内华达山脉的雪原和冰川中微弱的红色藻类可以作为一个有用的生命例子,通过任务可以用来调查遥远世界的远程技术可以检测到这种生命。例如,美国国家航空航天局的机载可见光和红外光谱仪已经在几架飞机上飞行,可以对雪藻雪衣藻中的有色化合物进行成像

西伯利亚和阿拉斯加等多年冻土区也可能被证明是木卫二的类似地区。甲烷和其他有机化合物可能会在这些结冰地区释放到大气中,尤其是在夏季,机载和太空仪器已经有可能检测到这种排放。当涉及到监测木卫二上的这种排放时,科学家们希望能够确定它们是否是生命的象征。

Outerspace

从地球上看,太空任务访问或计划航行的其他地点可能会被证明是木卫二的有用类比。例如,我们自己的月球在大小、引力、硬真空和接收的可变光量方面与木卫二相似。未来十年重返月球将给木卫二带来重要的教训。

尽管我们的月球表面成分与木卫二的截然不同,但月球永久阴影极地的冰沉积物可能是个例外。此外,月球上可能会发生由阳光引起的尘埃或电荷的传输,类似的过程也可能发生,但木卫二尚未被考虑。

彗星也可能有用。2014年,罗塞塔号宇宙飞船将抵达67P/Churyumov Gerasimenko彗星,并在那里放置一个着陆器。研究人员还不确定它的表面是否像木卫二,而且它的低重力带来了木卫二上没有的复杂性。例如,“罗塞塔”的着陆器将需要鱼叉和自锤尖刺来将自己固定在彗星上。

未来

科学家们不仅希望探测器能够执行过去太空任务中熟悉的任务,如拍照和采集样本,还希望探测器能够进行新的任务,例如地震读数。他们还希望将仪器暴露在尽可能多的环境中,以帮助避免不受欢迎的意外,例如PhoenixMars着陆器如何因为土壤样本太粘而在摄入土壤样本方面遇到问题。

Phoenixlanded位于北纬高纬度地区,那里的土壤湿度明显高于地球和火星上作为模拟测试地点的其他地区。

诺阿是欧罗巴的完美对手。尽管如此,“在这种情况下,相似之处比差异更重要,”Gleeson说。“我们准备的条件越不同,我们就越有可能为欧罗巴的意外做好准备。”


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