有望在木卫二上寻找生命的雷达系统顺利通过首次重大测试

2024年3月飞掠火星时，美国国家航空航天局的木卫二快船探测器完成了一项在地球上无法实施的关键雷达测试。任务科学家现已完成全部数据流研究，可以宣布测试成功：雷达性能完全符合预期，成功向火星赤道区域发射并接收了反射信号。

这台名为REASON（木卫二评估与探测雷达：从海洋到近地表）的雷达设备将"透视"木卫二的冰壳，其内部可能存在水囊。雷达甚至可能探测到这颗木星第四大卫星冰壳下的海洋。

雷达设备首席研究员、德克萨斯大学奥斯汀分校的唐·布兰肯希普表示："此次飞掠实现了我们设想的全部目标。旨在验证雷达执行木卫二任务的准备状态，结果完全成功。仪器每个组件都精准实现了设计功能。"

该雷达将帮助科学家理解冰层如何捕获海洋物质并将其输送至卫星表面。在地表探测中，仪器将协助研究木卫二的地形特征（如山脊），使科学家能分析其与REASON雷达在冰下成像特征的关联性。

地球的局限

木卫二快船探测器采用独特的行星际航天器雷达配置：REASON配备两对细长天线，从太阳能电池板向外延伸，跨度约58英尺（17.6米）。这些阵列本身极为庞大——从端到端相当于篮球场尺寸——以便在木卫二（接收阳光仅为地球的1/25）捕获最大光照。

仪器团队在2024年10月14日航天器从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射前已完成所有可能测试。研发期间，南加州喷气推进实验室的工程师甚至进行户外作业，在实验室上方高原的露天塔架上展开并测试了仪器细长高频天线与更紧凑甚高频天线的工程模型。

但实际飞行硬件建造完成后需保持无菌状态，只能在密闭区域测试。工程师利用航天器组装地——JPL的1号大型高架洁净室逐件测试仪器。然而要测试REASON信号的"回波"（即反射信号），则需要约250英尺（76米）长的测试舱——接近橄榄球场的四分之三长度。

火星的机遇

3月1日（发射后不到五个月）飞掠火星的主要任务目标是利用行星引力调整航天器轨道。但这也为校准航天器红外相机提供了契机，并能在美国国家航空航天局科学家研究数十年的地形上进行雷达仪器演练。

当木卫二快船探测器快速掠过火星火山平原时（距离从3100英里/5000公里降至550英里/884公里），REASON进行了约40分钟的无线电波收发。相比之下，在木卫二运行时，仪器将在距月表仅16英里（25公里）处工作。

工程师总计从仪器获取了60GB高价值数据。他们几乎立即确认REASON运行良好。飞行团队安排在5月中旬开始完整数据集下载。科学家们随后数月内详细分析数据并进行交叉验证。

JPL木卫二快船副科学主管特里娜·雷表示："工程师对测试的完美成功兴奋不已。所有为促成此次测试付出努力的人员——以及首次接触数据的科学家——都欣喜若狂，不断惊呼'快看这里！注意那个！'现在科学团队已着手学习数据处理方法，并比照模型理解仪器特性。他们正在锻炼这些能力，就像未来在木卫二工作时那样。"

木卫二快船抵达这颗冰卫星的总航程约18亿英里（29亿公里），2026年还将利用地球进行最后一次引力加速。目前航天器距地球约2.8亿英里（4.5亿公里）。

木卫二快船补充信息

木卫二快船的三大科学目标是：测定卫星冰壳厚度及其与下层海洋的相互作用；研究其物质组成；表征地质特征。该任务对木卫二的详细探测将帮助科学家更好地理解地球外宜居星球的天体生物学潜力。

位于加州帕萨迪纳的加州理工学院负责项目管理，南加州NASA喷气推进实验室与马里兰州劳雷尔的约翰斯·霍普金斯应用物理实验室共同主导木卫二快船任务开发（服务于华盛顿NASA科学任务理事会）。APL主责航天器主体设计，合作方包括JPL、马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心、阿拉巴马州亨茨维尔NASA马歇尔太空飞行中心，以及弗吉尼亚州汉普顿兰利研究中心。NASA马歇尔行星任务项目办公室执行木卫二快船任务管理。NASA肯尼迪发射服务计划部负责航天器发射管理。REASON雷达探测任务由德克萨斯大学奥斯汀分校主导。