月球是第一步，火星将检验我们的能力，而欧罗巴才是最终目标
冰封的卫星欧罗巴或许是太阳系中最令人心驰神往的目的地。多年来，科学家一直试图推动前往木星最神秘卫星的探测任务，而与地球上如出一辙的成本顾虑，让这些任务至今仍停留在地面。
欧洲航天局雄心勃勃的木星探测任务， JUICE，将在2030年代探访木星的冰与火卫星——火山活动活跃的木卫一、冰封的木卫二、巨大的木卫三以及布满陨石坑的木卫四。但它只能通过几次近距离飞掠，一窥欧罗巴表面。随着美国国家航空航天局主导的 Europa Clipper 任务公布，如今看来，人们有望更近距离地考察欧罗巴。
在多年等待、目光都聚焦火星之后，行星科学家们的兴奋之情再怎么形容也不为过。这确实是一场探寻世界何以适宜居住的征程。
一个水的世界
欧罗巴是伽利略四大卫星中最小、表面最平滑的一颗。它直径1,940英里，约为地球大小的四分之一，由冰与岩石混合构成。20世纪90年代， 伽利略 号探测器飞越欧罗巴时，发现了全球性地下海洋存在的证据：冰壳之下隐藏着广阔、深邃、幽暗的海水。
由于欧罗巴每3.5天绕木星运行一周，强大的潮汐力不断揉搓这颗卫星，海水不会完全冻结。更重要的是，人们认为海洋与表层冰以及这颗卫星的硅酸盐地幔直接接触，因此具备了适宜居住环境所需的全部要素：液态水、能源来源以及矿物质／营养物质来源。我们知道，地球上的生命能够在最极端的环境条件下生存（例如被称为 极端微生物的细菌），所以，也许——真的只是也许——欧罗巴隐藏的海洋能够孕育生命。
寻找什么
JUICE和Europa Clipper都不会抵达欧罗巴表面或其下方的海洋——目前这对技术而言挑战太大。但如果在地球以外发现了适宜生命存在的条件，尤其是在远离太阳的木星及其卫星附近，这可能意味着，适宜居住的条件在整个宇宙中十分普遍。
我们必须先通过轨道探测开始探索欧罗巴：对其表面的成分与地质状况进行成像和光谱分析，并探测横扫其表面的辐射场、磁场、电场和等离子体场。借助穿透冰层的雷达，我们可以探测冰壳内部，甚至深入到隐藏的海洋，以了解塑造这个冰封世界的力量。
欧罗巴布满断裂和裂缝的表面在地质意义上相当年轻，陨石坑也相对稀少。伽利略号探测器从轨道观测到的结构表明，冻结与融化过程可能将冰块困在冰封的海面中，形成伤痕般的纹理，即所谓的 混沌地形。明亮平原上纵横交错着深色平行脊线，这可能是构造活动或其他地质过程造成的。
最令人惊讶的是哈勃望远镜在2012年的观测：证据显示，巨大的羽流或喷泉从欧罗巴南极喷发，高达数十公里，并可能形成极其稀薄的大气层。如果能够直接采集这些羽流样本，我们或许就能一窥深海的成分。
越早越好
因此，基于这些及其他诸多原因，欧罗巴仍是未来探测任务的最高优先级目标。木星系统将迎来两项探测任务，源于美国国家航空航天局和欧洲航天局多年来的研究。曾有一项联合任务计划，即 欧罗巴—木星系统任务，但由于资金限制未能推进。
木星冰卫星探测器JUICE及其搭载的仪器。
欧洲航天局
如今，JUICE项目正全速推进，已完成全面的研究和定义阶段，现已进入航天器建造阶段。如果一切按计划进行，它将于2022年发射，并于2030年抵达木星。在用两年时间多次飞掠、探索木星及其卫星、光环和磁层之后，它将成为人类首个冰卫星轨道探测器，目标是在2032年末进入木卫三轨道。如果美国国家航空航天局最近宣布的资金得到确认，Europa Clipper或许能更快推进，借助新型火箭（ 太空发射系统）将其送往欧罗巴，所需时间仅为几年，并有可能赶在JUICE之前或与其同时抵达。
Europa Clipper将多次飞掠欧罗巴（可能在三年内飞掠45次或更多），而不会直接进入轨道；但它将提供高分辨率探测数据，为最终选定未来某项机器人探测任务的着陆地点所必需。尽管眼下的资金规划尚未涵盖这项未来着陆任务，但想到有一天我们将看到来自那片冰冷、严酷环境的图像——木星悬挂在上方漆黑的天空中——依然令人振奋。
本文由 The Conversation合作发表。发表本文并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Leigh Fletcher是牛津大学大气、海洋与行星物理系的英国皇家学会研究员。
图：这幅新拼接图由美国国家航空航天局伽利略号探测器于20世纪90年代末拍摄的图像制成，展示了木星冰封卫星欧罗巴的表面。NASA/JPL-Caltech/SETI Institue/Handout via Reuters
