美国宇航局正在为未来的太空任务做准备，探索夏威夷附近的水下火山

人类探索宇宙已有近 60 年，但在此期间，我们尚未发现太阳系中、地球之外存在生命的证据。科学家仍然认为可能存在其他生命形式，但一些最佳栖息地隐藏在木卫二和土卫二等卫星的厚厚冰壳之下。计划中的行星任务（如木卫二快船）和未来可能对土卫二的探测任务可能会寻找宜居性的证据，甚至可能是这些冰壳下海洋中的微生物生命，但在我们到达这些外星世界以确定其宜居性之前，NASA 需要更好地了解这些环境可能是什么样的。事实证明，做这件事的最佳地点之一就是地球。

距离海面约两英里半深的夏威夷火山海底，很快将迎来 NASA 的一项新任务，即 SUBSEA（系统性水下生物地球化学海洋科学与探索模拟）。该任务的目标是探索夏威夷大岛海岸外 Lō`ihi 海山的宜居性，将其作为土卫二等冰冻卫星的模拟。

地球上的太空

为了彻底探索该地区，SUBSEA 将在Nautilus号船上作业，船上将部署两台名为Hercules和Argus的潜艇式遥控机器人 (ROV)。SUBSEA 首席研究员 Darlene Lim 博士表示：“我们将从总体上了解海洋科学的角度来研究这个问题，同时也因为它为土卫二和木卫二等地其他潜在的热液系统提供了非常好的类比。”

鹦鹉螺号原定于上周晚些时候开始其科学任务，但因飓风莱恩的侵袭而推迟了行程。它现在正在前往海底火山的途中，一旦科学任务开始，您可以通过此处或下方的直播来关注 Lim 博士和鹦鹉螺号。

当卡西尼号航天器飞过土卫二的羽状物时，它闻、尝并分析了水的化学成分，甚至确定了羽状物来源的可能温度。“我们用深海来类比太阳系中的其他海洋系统，”林说，“但很多时候，我们使用的类比物是中洋脊系统，比如黑烟囱，很多人一想到深海喷口就会想到这个。”

但这些黑烟囱（释放硫化铁的水下烟囱）的问题在于，它们的温度徘徊在 700 华氏度左右，而根据卡西尼号的数据，土卫二羽流的可能温度约为 300 华氏度。这并不是一个理想的匹配。幸运的是，在 Lō`ihi 有白烟囱（它们释放钡、钙和硅，使这些特殊的喷口呈白色），其温度保持在 392 华氏度左右。作为额外奖励，它们位于夏威夷的水下压力预计与任务可能在土卫二经历的压力相似。

这并不是地球和土卫二的全部共同点。地球上的白烟囱会产生一种称为氢分子的化学物质，就在今年，NASA 宣布，在卡西尼号航天器结束任务之前，它在土卫二的羽流中检测到了氢分子。林说：“这样的数据有助于证明类似的过程很可能发生在这两个地方。”

寻找生命

深海探索可能会让你想起噩梦中的鮟鱇鱼、管虫和发光生物，但像在海底这一区域发现的热液喷口更有可能孕育不同于这些超现实生物的微生物。由于我们太阳系冰卫星上的生命可能与这些微生物相似，研究人员有兴趣进一步了解这些深海群落。

在为期三周的任务中，该船的两台 ROV 将下潜至水面以下 2.4 英里处，研究火山处水与岩石之间的相互作用。这些特定条件在地球上产生了生命，在太阳系中也可能产生同样的影响。“我们想研究水/岩石的相互作用，这样我们就可以开始理解，好吧，我们有这种玄武岩与这种水的相互作用。这就是发生的事情，也可能是土卫二上正在发生的事情，”Lim 说。“目前尚不清楚该地区周围有多少类型的微生物种群。我们仍然期待从热液喷口处发现有趣的多样性。”

两艘机器人探测器都将收集岩石和水样本，让团队首次能够通过行星科学家的视角研究该地区的地质情况。通过在 Lō`ihi 收集此类数据，SUBSEA 团队可以创建模型并假设我们可能在土卫二和其他被认为海底存在热液系统的冰冻卫星上看到什么。

为太空做准备

在 Lō`ihi 寻找生命并不是 SUBSEA 团队的全部任务。他们将直播为期三周的任务，以此研究深空任务固有的时间延迟。地球和月球之间的通信延迟只有几秒钟，但光要到达火星单程需要 14 分钟，到达土卫二则需要 90 分钟。在远程操作探测车甚至潜艇时，必须考虑到这些数据延迟。“积累一些关于如何在深空探索的基础知识对我来说非常令人兴奋，”Lim 说。“这是一个高保真模拟，我们将以此为基准，利用这种低延迟远程呈现架构做出决策。它将帮助我们不仅在火星上建立远程操作，而且在月球、小行星等上建立远程操作。”

虽然任务是在夏威夷的一艘船上进行的，但 SUBSEA 任务控制中心实际上位于罗德岛，距离超过 5,000 英里。通过将水下摄像机和数据收集实时传输给全球团队，必然会产生时间延迟。通过以这种方式在地球上测试该系统，它将有助于告知其他任务在尝试在地球外进行数据中继时可能面临的挑战。例如，如果我们无法将高分辨率视频发送到地球上的另一个位置，那么我们怎么能指望在火星上做到这一点呢？由于人类首次火星任务很可能包括从轨道远程操作探测器或某种科学仪器，因此此类测试可以帮助建立急需的基础设施，而这比执行土卫二任务所需的基础设施要早得多。

明年，当鹦鹉螺号重返大海时，林和她的团队将引入时间延迟，以模拟地球和火星之间的自然光时延迟，不过将其四舍五入到 10 分钟左右而不是 14 分钟，只是为了衡量会出现多少挑战。

“这次任务非常令人兴奋，因为从当今生活的角度来看，我们可能希望观察太阳系中的一些区域就是一些海洋世界系统，”林博士说。“因此，能够利用陆地系统作为一种机制，将一些关于海洋系统可能发生的事情的假设结合起来，这是一件非常棒且非常令人兴奋的事情。”