伴隨著近幾年我國再航天領域的快速發展,美國這個航天霸主的地位已經開始受到挑戰,特別是在去年12月我國成功發射嫦娥4號月球探測器,並第一次實現月球背面軟著陸後,美國在航天領域的壓力越來越大了。相比於月球上大量的氦3等重要資源的需求,土衛二上大量的水資源更為吸引人的目光,所以美國NASA決定發射一枚歐羅巴飛船前往土衛二為人類尋找更適合人類移民的新星球。

而歐羅巴飛船作為美國土星探測計劃中的先行者,不光會對土星軌道實施近距離探測,後續還會在土星表面實現軟著陸,以探測土星地表以下是否有水資源的存在。按照計劃發射土星探測器和登陸器都會是美國近幾年大力發展的SLS重型火箭。

SLS重型火箭是美國近幾年為重返月球而研製的一款重型火箭,按照計劃該重型火箭將用於執行近地軌道發射以及星際深空探索任務。從其設計要求來看,SLS重型火箭將是一款類似已經退役的土星5號級別的3000噸級重型火箭,雖然美國為了降低成本和研發難度,在SlS火箭上大量採用成熟零部件,比如曾經為太空梭研發的主發動機和固體火箭助推器都將用於SLS重型火箭上,這也意味著SlS短期內將有70噸的近地軌道發射能力,所以在面對美國提出在2020年前後發射歐羅巴飛船計劃來說,這一載重能力已經足夠了。

但是伴隨著SLS重型火箭因為成本問題首飛時間一再推遲,而且隨著時間的推移SLS重型火箭不知何時才能首飛。NASA已經決定將由其他重型火箭執行歐羅巴飛船的發射任務。而美國現有的重型火箭除了此前多次執行重型航天器發射任務的德爾塔4重型火箭外,就是美國SpaceX首飛的獵鷹重型火箭了。雖然現有的德爾塔4重型火箭已為美國空軍多次發射各種偵察衛星,火箭更為成熟可靠,但是以德爾塔4重型火箭最大28噸的近地軌道運載能力來說,其運載力並不足以直接將歐羅巴飛船送上更快的霍夫曼轉移軌道,只能將飛船發射到同步轉移軌道,再藉助太陽引力來幫助歐羅巴飛船飛往土星,這樣雖然可以實現發射目標,但是原計劃2年飛往土星的時間也會被延長一倍,而且伴隨著時間的延長,飛船在飛行過程中的不確定因素也會逐年增加,而且德爾塔4火箭採用的純液氫液氧燃料也讓這款火箭的單次發射成本高達3.5億美元的報價,也會增加和影響歐羅巴飛船的項目成本和未來計劃進度。

其次就是備選的獵鷹重型火箭,相比德爾塔4火箭只有3臺火箭發動機而言,獵鷹重型火箭一級採用了多達27臺火箭發動機並聯來提升運載力,所以大家對於該火箭的可靠性一直在懷疑之中,畢竟在獵鷹重型火箭首飛前,SpaceX老闆馬斯克對於該火箭能不能發射成功也不確定。而且相比德爾塔4火箭已經多次為空軍執行發射任務而言,獵鷹重型火箭目前只實現了首飛,本月8號才會進行第二次發射,所以該火箭在可靠性上目前還處於懷疑狀態。

但是相比德爾塔4火箭單次發射3.5億美元的報價來說,獵鷹重型火箭的發射報價不過9000萬美元,而且其單位重量的發射成本只有前者的十分之一,所以面對這麼誘人的發射價格,NASA直接以去年獵鷹9火箭全年發射無一失敗來為獵鷹重型火箭打卡站隊(獵鷹重型火箭就是3枚獵鷹9火箭並聯而來的),畢竟此前計劃的SLS重型火箭雖然性能優異,但是光120億美元的研發經費相比現有的獵鷹重型火箭9000萬的發射報價相比一點優勢都沒有,而且獵鷹重型火箭如果未來發射歐羅巴飛船隻需要在現有的第二級火箭上再增加一個上面級助推器就可以直接用了。

所以美國NASA一方面在面對越來越嚴峻的國際航天發射的挑戰下變得越來越不如意,一方面又因為自家的新火箭在研發成本和進度上的種種弊端。現如今如果想要繼續保持航天領域的霸主地位,就只能掉身價的將未來星際探索任務轉由商業火箭執行發射,而且在現有的選擇性單一和一直以來就比較剋扣的航天預算上,只有使用現有的獵鷹重型火箭纔不會影響到美國短時間內的星際探測任務。但是轉戰商業航天領域無疑會對已經處於項目研發後期的SlS重型火箭造成致命一擊,有可能國會因為項目研發進度和較高的持續預算而直接砍掉將要到手的SLS重型火箭。

木衛二歐羅巴和土衛六泰坦是人類比較感興趣的兩顆衛星,在這兩顆天體上人類有希望找到生命的存在。

伽利略1610年發現木衛二,起初並沒有引起我們的關注。直到旅行者一二號等先後近距離飛掠木星的時候,發現了木衛二光滑的表面,幾乎不存在撞擊坑。哈勃太空望遠鏡發現其表面有大氣層,大氣層中有氧氣的存在。伽利略號的觀測數據顯示木衛二擁有分層結構,表面是冰層結構,冰層之下是液態海洋,在這裡很有可能存在生命。

NASA確定了「歐羅巴快船」計劃

旨在探索木衛二的環境細節,這次任務將搭載一艘高能力、耐輻射的航天器。該航天器將在木星周圍的長環形軌道上重複近距離飛越這顆冰冷的衛星,探測器攜帶的有效載荷包括高清照相機和光譜儀,從而獲取木衛二表面的高解析度圖像並確定其成分。

還有一臺探冰雷達將確定木衛二冰層的厚度,同時搜尋與地球南極洲類似的地下湖泊。這次任務還將攜帶一個磁力儀來測量木衛二磁場的強度和方向,這將使科學家們能夠確定「地下海洋」的深度和鹽度。

圖:科幻片《木衛二報告》

希望這次探測有令人驚喜的成果,例如地外生命之類的。


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