伴随著近几年我国再航天领域的快速发展,美国这个航天霸主的地位已经开始受到挑战,特别是在去年12月我国成功发射嫦娥4号月球探测器,并第一次实现月球背面软著陆后,美国在航天领域的压力越来越大了。相比于月球上大量的氦3等重要资源的需求,土卫二上大量的水资源更为吸引人的目光,所以美国NASA决定发射一枚欧罗巴飞船前往土卫二为人类寻找更适合人类移民的新星球。

而欧罗巴飞船作为美国土星探测计划中的先行者,不光会对土星轨道实施近距离探测,后续还会在土星表面实现软著陆,以探测土星地表以下是否有水资源的存在。按照计划发射土星探测器和登陆器都会是美国近几年大力发展的SLS重型火箭。

SLS重型火箭是美国近几年为重返月球而研制的一款重型火箭,按照计划该重型火箭将用于执行近地轨道发射以及星际深空探索任务。从其设计要求来看,SLS重型火箭将是一款类似已经退役的土星5号级别的3000吨级重型火箭,虽然美国为了降低成本和研发难度,在SlS火箭上大量采用成熟零部件,比如曾经为太空梭研发的主发动机和固体火箭助推器都将用于SLS重型火箭上,这也意味著SlS短期内将有70吨的近地轨道发射能力,所以在面对美国提出在2020年前后发射欧罗巴飞船计划来说,这一载重能力已经足够了。

但是伴随著SLS重型火箭因为成本问题首飞时间一再推迟,而且随著时间的推移SLS重型火箭不知何时才能首飞。NASA已经决定将由其他重型火箭执行欧罗巴飞船的发射任务。而美国现有的重型火箭除了此前多次执行重型航天器发射任务的德尔塔4重型火箭外,就是美国SpaceX首飞的猎鹰重型火箭了。虽然现有的德尔塔4重型火箭已为美国空军多次发射各种侦察卫星,火箭更为成熟可靠,但是以德尔塔4重型火箭最大28吨的近地轨道运载能力来说,其运载力并不足以直接将欧罗巴飞船送上更快的霍夫曼转移轨道,只能将飞船发射到同步转移轨道,再借助太阳引力来帮助欧罗巴飞船飞往土星,这样虽然可以实现发射目标,但是原计划2年飞往土星的时间也会被延长一倍,而且伴随著时间的延长,飞船在飞行过程中的不确定因素也会逐年增加,而且德尔塔4火箭采用的纯液氢液氧燃料也让这款火箭的单次发射成本高达3.5亿美元的报价,也会增加和影响欧罗巴飞船的项目成本和未来计划进度。

其次就是备选的猎鹰重型火箭,相比德尔塔4火箭只有3台火箭发动机而言,猎鹰重型火箭一级采用了多达27台火箭发动机并联来提升运载力,所以大家对于该火箭的可靠性一直在怀疑之中,毕竟在猎鹰重型火箭首飞前,SpaceX老板马斯克对于该火箭能不能发射成功也不确定。而且相比德尔塔4火箭已经多次为空军执行发射任务而言,猎鹰重型火箭目前只实现了首飞,本月8号才会进行第二次发射,所以该火箭在可靠性上目前还处于怀疑状态。

但是相比德尔塔4火箭单次发射3.5亿美元的报价来说,猎鹰重型火箭的发射报价不过9000万美元,而且其单位重量的发射成本只有前者的十分之一,所以面对这么诱人的发射价格,NASA直接以去年猎鹰9火箭全年发射无一失败来为猎鹰重型火箭打卡站队(猎鹰重型火箭就是3枚猎鹰9火箭并联而来的),毕竟此前计划的SLS重型火箭虽然性能优异,但是光120亿美元的研发经费相比现有的猎鹰重型火箭9000万的发射报价相比一点优势都没有,而且猎鹰重型火箭如果未来发射欧罗巴飞船只需要在现有的第二级火箭上再增加一个上面级助推器就可以直接用了。

所以美国NASA一方面在面对越来越严峻的国际航天发射的挑战下变得越来越不如意,一方面又因为自家的新火箭在研发成本和进度上的种种弊端。现如今如果想要继续保持航天领域的霸主地位,就只能掉身价的将未来星际探索任务转由商业火箭执行发射,而且在现有的选择性单一和一直以来就比较克扣的航天预算上,只有使用现有的猎鹰重型火箭才不会影响到美国短时间内的星际探测任务。但是转战商业航天领域无疑会对已经处于项目研发后期的SlS重型火箭造成致命一击,有可能国会因为项目研发进度和较高的持续预算而直接砍掉将要到手的SLS重型火箭。

木卫二欧罗巴和土卫六泰坦是人类比较感兴趣的两颗卫星,在这两颗天体上人类有希望找到生命的存在。

伽利略1610年发现木卫二,起初并没有引起我们的关注。直到旅行者一二号等先后近距离飞掠木星的时候,发现了木卫二光滑的表面,几乎不存在撞击坑。哈勃太空望远镜发现其表面有大气层,大气层中有氧气的存在。伽利略号的观测数据显示木卫二拥有分层结构,表面是冰层结构,冰层之下是液态海洋,在这里很有可能存在生命。

NASA确定了「欧罗巴快船」计划

旨在探索木卫二的环境细节,这次任务将搭载一艘高能力、耐辐射的航天器。该航天器将在木星周围的长环形轨道上重复近距离飞越这颗冰冷的卫星,探测器携带的有效载荷包括高清照相机和光谱仪,从而获取木卫二表面的高解析度图像并确定其成分。

还有一台探冰雷达将确定木卫二冰层的厚度,同时搜寻与地球南极洲类似的地下湖泊。这次任务还将携带一个磁力仪来测量木卫二磁场的强度和方向,这将使科学家们能够确定「地下海洋」的深度和盐度。

图:科幻片《木卫二报告》

希望这次探测有令人惊喜的成果,例如地外生命之类的。


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