技术注入:当NASA在21世纪20年代发射其探索木星卫星木卫二的任务时,由SMD技术投资或飞行开发努力支持的7个仪器将被搭载,以帮助实现任务科学目标。
欧任务将收集月球表面的高分辨率图像,并调查其内部和冰壳的组成和结构,以确定月球是否可能适合原始形式的生命存在。20世纪90年代美国宇航局伽利略号任务的证据有力地表明,木卫二的冰壳下面可能含有广阔的海洋。木卫二在绕木星运行时也会受到巨大的潮汐力,这些力会导致卫星弯曲,从而在卫星内部产生热量。科学家们还认为,木卫二的海洋与它的岩石内部直接接触,创造的条件可能类似于地球海底地质活动活跃的地方,称为热液区。地球上的热液区有大量的生物,它们的繁盛是由于水和岩石在高温下相互作用时发生的化学过程。木卫二潜在的液态水,加上其产生热量的地质活动,使其成为太阳系中最有希望寻找现代生命迹象的地方之一。美国国家航空航天局最近选定的用于木卫二任务的7个仪器是通过SMD技术投资或以前的行星任务投资实现的(见第21页表)。下面详细介绍其中的两个工具——MASPEX和reason。
MASPEX:木卫二行星探测质谱仪是一种飞行时间(TOF)质谱仪,旨在通过测量木卫二极其稀薄的大气和喷射到太空中的任何表面物质来确定木卫二表面和次表面海洋的组成。MASPEX采用快速开关双反射离子光学技术,在半米长的时间内提供高质量分辨率仪器.这项新技术使质量分辨率比美国宇航局之前执行任务的质谱仪高好几个数量级。MASPEX也是高度敏感的。
它可以存储超过100,000个离子,并以2khz的速率提取它们,提供非常高的吞吐量和高时间分辨率。MASPEX的存储能力,加上一个比以前仪器灵敏度高10万倍以上的嵌入式低温阱,允许在低于十亿分之一的水平上分析微量有机物,以及对微量稀有气体(如氙)的同位素分析。MASPEX为了解木卫二的可居住性、起源和进化提供了一个新的强大的工具。
REASON:用于木卫二评估和探测的雷达:海洋到近表面(REASON)是一种双频(9兆赫和60兆赫)探冰雷达,旨在从木卫二近表面到海洋的冰壳进行特征描述和探测,揭示木卫二冰壳的隐藏结构和内部潜在的水。REASON还将评估木卫二的近表面结构和地形,以及电离层的状态。较长的波长信号(9兆赫)可以通过木卫二的冰而不受表面粗糙度的干扰。然而,木星发射的无线电波会干扰信号,所以只能在木卫二背向木星的那一面使用。相比之下,波长较短的信号(60mhz)不受木星的影响,但更容易受到木卫二粗糙冰层的干扰。这两个信号一起将获得木卫二全面而清晰的图像。REASON的测量将帮助科学家确定月球冰壳的厚度,寻找水柱的证据,并描述地下湖泊和化学交换过程。此外,来自REASON的数据将为未来探索木卫二表面的任务提供有关潜在着陆点和地形的宝贵信息。
影响:作为木卫二任务的科学仪器的一部分,MASPEX和REASON将使科学家能够更多地了解木卫二的组成,包括在其冰冷的表面下是否存在海洋,以及是否存在可能孕育生命的条件。MASPEX将是有史以来在太空飞行的最灵敏的质谱仪,它将分析木卫二大气中发现的气体的组成。理性将描述木卫二的冰壳和下面可能存在的海洋。船上的其他仪器将探测发射的热量,测量卫星磁场,并收集迄今为止获得的木卫二表面最详细的图像。
现状和未来计划:美国宇航局木卫二任务目前正在进一步开发MASPEX、REASON和其他选定的仪器,以确保它们在2020年代初为发射做好飞行准备。
赞助机构:MASPEX的开发由西南研究所和NASA PSD通过ICEE项目共同资助。PSD通过行星仪器定义和发展计划(PIDDP)和ICEE计划资助REASON的技术开发,PIDDP是一个早于毕加索和马蒂斯计划建立的技术计划。PSD资助的输注仪器的资金来源和PI信息见第21页的表格。
了下:航空+国防
