木卫二是一颗冰封的星球，仅比月球稍小一点儿。从远处望去，木卫二上仿佛镌刻着许多暗色的条纹，就像幼儿的涂鸦一样。而靠近了看，它们其实是冰面上长长的裂隙，有时可绵延数千公里。许多冰隙中充满了一种未知的污染物，被科学家称作“棕色浆糊”。除这些冰隙之外，其它地方则地形多变、崎岖不平。
木星的巨大引力产生的潮汐力使木卫二周期性地拉伸与扩张。但木卫二的地表之所以如此崎岖多变，主要还是因为这层冰壳漂浮在液态水构成的海洋之上。。“我们从此前的 探索 任务中得知，木卫二冰壳下方存在液态水，因此木卫二是最激动人心的寻找地外生命目标之一。”伦敦大学学院马拉德（Mullard）太空科学实验室的安德鲁·科茨教授（Prof Andrew Coates）指出。
▲ 在木卫二崎岖不平、冰天雪地的地壳下方，有一片巨大的海洋。
▲ “木卫二快艇”号探测器将至少开展45次近距离飞掠木卫二行动。
木卫二的液态水可能深达地表下方80至170米，意味着木卫二上的液态水储量很可能是地球上全部海水总和的两倍。水对于生命至关重要，而除此之外，木卫二海洋中也许还存在其它物质，如微生物的能量来源等。不仅如此，这片地下海或许还能通过多种途径与地表相连，如从冰壳中冒出的、温度较高的少量冰屑。因此，对木卫二地表的 探索 或能帮助我们更好地了解其地下海状况。
目前，NASA正在筹备两项木卫二 探索 计划，并在于休斯顿举行的第48届月球与行星科学大会上开展了相关讨论。第一项任务名叫“木卫二快艇”（Europa Clipper），预计将于2022年启动。第二项任务则计划登陆木卫二表面，预计于几年之后开展。
NASA喷气推进实验室“木卫二快艇”项目科学家罗伯特·帕帕拉多博士（Dr Robert Pappalardo）表示：“我们正在 探索 木卫二宜居的可能性，寻找水和能量来源等生命必备物质。为达到这一目的，我们将分析地下海和冰壳的组成成分和地质构造。”
“木卫二快艇”探测器将携带九台设备，其中包括用来拍摄木卫二表面的摄像机，用来分析其成分的质谱仪，可穿透冰层寻找地下水、并对冰壳开展三维测绘的雷达，以及用来分析海洋特征的磁力计。
▲ 图为木卫二的分层结构。
▲ 图为伽利略号拍摄的四张木卫二图片。
不过，自从伽利略号探测器于上世纪90年代发现木卫二存在地下海的证据以来，我们逐渐了解到，木卫二并非独一无二。
“在过去十年间，我们发现太阳系外层存在海洋的星球并不鲜见，这是行星探测界最重要的发现之一。”“木卫二快艇”项目科学家科特·涅伯博士（Curt Niebur）指出。例如，土卫二南极就有冰屑从冰隙中喷出。
科学家计划在2020年之后也对土卫二开展探测任务，但涅伯认为木卫二的价值更加突出：“木卫二比土卫二大得多，内容也更加丰富，有更多的地质活动、更多的水、更大的储水空间、更多热量、更丰富的物质、环境也更加稳定。”
但最重要的是，木卫二有着更理想的周边环境。其轨道深入木卫二强大的磁场中，因此能够困住并加速宇宙粒子。这一过程中形成的高强辐射带对于探测器的电子元件危害巨大，因此开展任务的时间大大受限，仅能持续几月、甚至几周。这些辐射也对木卫二地表造成了影响，促进了氧化物的产生。而在地球上，氧化物与还原化合物间发生的氧化还原反应恰好为生命提供了所需的能量。
▲ “木卫二快艇”号探测器或能确定木卫二上是否存在生命。
不过，木卫二地表生成的氧化物只有进入地下海、才能为微生物所用。好在使地下水上涌的对流过程也能将地表物质带入地下。进入地下海之后，氧化物便可与海水和岩床反应生成的还原物发生化学反应。
“这就像电池供电，阴阳两极都必不可少。”帕帕拉多解释道。对于帕帕拉多等科学家而言，这些计划中的任务意味着二十年来的梦想即将实现。自从上世纪90年代 探索 木卫二的概念诞生以来，科学家就不断提出各种野心勃勃的提议，最终却纷纷折戟。
美国和欧洲甚至曾计划向木卫二和木星最大的卫星木卫三分别派遣探测器。但由于经费问题，这一计划不得不取消。
“18年来，每次有人提出木卫二 探索 计划，我都默默祈祷，最终却只能看着计划流产。”科特·涅伯表示。“这条道路无比漫长，使我们屡屡心碎。”
虽然 探索 木卫二的成本不会高出卡西尼号和好奇号探测器，但依然代价不菲。
科学家首先要解决机械挑战，如仪器在木星辐射带中的运行问题。探测器设备必须用钛之类的金属隔离起来，但帕帕拉多博士指出，仪器不能被保护得太严密，否则就无法探测木卫二。
因此为保障探测器安全，NASA不得不改变行动路线。“我们原本认为，既然伽利略号已经飞掠了木卫二，下一项任务自然是发射轨道探测器。”涅伯表示。但“木卫二快艇”探测器为减少辐射，将采用围绕木星飞行的方式，在三年半时间里，至少开展45次近距离飞掠木卫二行动。
“我们可以绕开围绕木卫二飞行带来的技术问题，提高任务可行性，同时通过增加飞掠次数，取得同样的探测结果。”参与该项目的科学家指出。
木卫二附近的光照强度仅有地球上的30分之一。但NASA仍计划采用太阳能电池板为其供能，而不是其它太阳系外层探测任务使用的放射性发电机。
“多年的研究工作使我们不得不抛却之前的想法，沉湎于美好的梦想，而是专注于现实，专注于最卓越的科学技术。”涅伯说道。
2011年，美国与欧洲的合作任务取消之后，国家研究委员会发布的一项报告重申了 探索 木卫二的重要性。即便如此，经费问题仍使NASA对此持谨慎态度。
但美国国会的支持改变了局面。对木卫二的 探索 获得了民主党与共
和党的共同支持。共和党国会议员约翰·科尔伯森（John Culberson）是众议院拨款委员会的主席，NASA经费便在该机构的管辖范围之内。现年60岁的科尔伯森就读高中时曾用自己购买的望远镜眺望过木卫二，自此之后就一直对其神往不已。四年来，虽然NASA并未提出要求，但他领导的委员会不断向参与木卫二研究的科学家拨款。
有了慷慨的投资，“木卫二快艇”技术问题的解决速度很快超过了其它任务处在该阶段（B阶段）时的情况。登陆器仍处于研发早期阶段（即早期A阶段），但针对该任务科学价值的报告已经在月球与行星科学大会上进行了讨论。
该登陆器并未得到美国总统2018年预算拨款。但NASA行星科学部门主管吉姆·格林博士（Dr Jim Green）表示：“这项任务极其激动人心，因为它能从人类难以到达的星球表面告诉我们，人类还需开展怎样的研究。”
“我们还有很长的路要走，必须勤勤恳恳，弄清我们需要进行哪些测绘工作。未来获得了足够的资金之后，我们才能顺利开展下一步研究。”
二十年来，科学家提出了许多新颖的木卫二登陆器设计方案，说明登陆木卫二将使我们收获颇丰。马拉德太空科学实验室的格林特·琼斯博士（Dr Geraint Jones）针对其中一种名叫“穿透器”的设计进行了研究。
“这一技术还未实际采用过，但可行性很高。”琼斯博士解释道。该探测器将被卫星弹射出来，“以每秒300米的高速重重砸向木卫二表面，”从而使内部冰层暴露在外，供仪器进行分析。当然，这些仪器经过了特殊设计，能够承受剧烈撞击。
这些科学家认为，地球生命源于海洋里的火山喷口，此一原理也适用于木卫二。他们猜测，受木星引力影响，木卫二内部亦有火山活动。当木卫二从木星一侧飞向另一侧时，木星会挤压木卫二，导致后者的核心处于熔融状态，从而引起火山活动。火山虽未喷发出表面，但却加热了冰层下面的水，使其呈液体状态，形成海洋。木卫一由于距离木星更近，受到的挤压更大，故而火山喷出表面，并留下硫磺和其他化学物质。地球海底热液喷口处也有很多同类化合物，且与地球早期生命有关。由此科学家们推断，木卫二海底火山活动也会喷发类似化合物，并造成温暖的环境，从而孕育并存活了生命。
揭开生命之谜的四个探测方案
人类寻找地外生命的具体目标，排在第一位的是火星，排在第二位的就是木卫二。怎样利用航天技术揭开木卫二生命之谜呢?科学家们已提出四种可行的方案。
一是用导弹轰击取样
人类将从地球向木卫二发射一艘宇宙飞船，当其飞临木卫二近空时，适时发射一枚导弹，猛烈轰击目标的表面，使冰层碎块飞向高空，随即飞船穿越炸出的冰块云团，伸出“凝胶”收集部分碎冰，并运回地球，供科学家们研究，以便确定有无生命信息。
二是用航天器进行近空探测
美国宇航局和欧空局正在研制名为木卫二木星系任务的探测器，计划将于2020年发射升空，2026年到达探测区域，预定工作期限为三年。探测器由两个轨道器组成。美国负责携有相机、光谱仪和强大雷达系统的木卫二轨道器。当其进入环绕木卫二轨道开展探测工作时，雷达系统可以穿透木卫二冰层，计算出冰层厚度，其他仪器将研究海洋生物迹象。它将帮助科学家缩小可能存在生命区域的范围，为以后的探测提供依据。欧空局负责携有相机、光谱仪、尘埃分析器、质谱仪或者磁力计的轨道器，届时主要是对木星卫星进行探测。
三是用航天器着陆探测
俄罗斯将参与欧空局2015年至2025年的一项空间研究计划，以便登陆研究木卫二，寻找简单的生命形式。这一项目的航天器以法国天文学家皮埃尔缰馉拉普拉斯的名字命名。俄罗斯将研制一个登陆探测器，搭载在该航天器上。届时登陆探测器将降落在木卫二表面冰层的一个裂缝处，并融化一些冰，开始寻找生命踪迹，随即将探测结果通过拉普拉斯航天器传回地面。
四是用机器人钻入海洋探测
其方案是向木卫二发射两个着陆机器人，一个能钻穿冰层开辟一条通往海洋的孔道，另一个能沿着孔道进入海洋开展探测工作。水下机器人携带的科学仪器能够进行环绕考察并找出微生物，包括不同于地球上的生命形态。其探测结果将适时发回地球。为保证探测效果不受木卫二以外的任何因素影响，两个高度自动化的机器人必须完全灭菌。
木卫二将验证或修正宇宙生物学标准
探测木卫二有无生命的意义在于，除弄清真相外，还可验证或修正宇宙生物学标准。如果发现了木卫二上有生命，那就证明了宇宙生物学标准至少适用于太阳系天体。如果推断条件属实而未发现生命，则需修正这一标准。如果推断条件不存在，则另当别论。无论获得何种真实情况，都能深化人类对木卫二乃至太阳系天体的认识，促进空间科学的发展。
而NASA设计的登陆器将采用2012年好奇号登陆火星时运用的“空中吊车”技术，缓慢降落在木卫二表面。着陆时，登陆器将开启自动着陆系统，实时监测地面情况，避开危险因素。
“木卫二快艇”探测器可从空中确定合适的着陆地点。“它可以寻找地下水距地表较近的区域，也许这些地方温度较高、还存在有机物。”帕帕拉多表示。该探测器将配备高敏仪器，还将配有一台反旋锯，用来钻取木卫二地表冰层下方的样本。
“登陆器的目标是获取全新的研究样本，这可以通过两种方法实现，一是挖至地下深处，二是寻找地表有喷射活动的区域，因为这些地质活动会将新鲜的地下物质带到地表。”科特·涅伯说道。
近年来，哈勃望远镜在木卫二和土卫二表面都观测到过冰屑从地下喷出的现象。但这些喷发现象时间过于久远，将登陆器派往此处毫无意义，我们需要寻找更近期的喷发地点。
因此，科学家需要弄清这些间歇性的喷发现象究竟由何种因素控制。“木卫二快艇”号探测器将确定它们是否与木卫二地表温度较高的热点区域有关。地球的海洋中生机盎然，因此我们可能很难想象木卫二地下深达100公里、毫无生机的海洋是怎样一番光景。而假如那里真的存在外星生命，我们真的能辨别出来吗？
“此次登陆器任务的目标不仅是探测到外星生命，还需要让大家相信我们做到了这一点，”涅伯解释道，“如果我们耗费巨资、结果反而引发了巨大争议，可不是什么好事。”
因此，该项目团队用了两天时间，专门说明这一问题。首先，任何探测结果都必须以通过直接测量得到的大量独立证据为基础。“这件事不能一蹴而就。你不能开展了一次测量之后就宣称自己找到了外星生命，只有整体结果才能说了算。”涅伯指出。
能否移居木卫二
极度深寒还有点儿挤
在太阳系八大行星中，木星是最大的。木卫二是木星的四大卫星之一，直径为2920千米，只有地球直径的约四分之一，体积比地球的卫星月球稍微小一点。科学家推测木卫二的表面温度在赤道地区平均约为-163℃，两极更低，只有-223℃，所以表面的水是永久冻结的。但是潮汐力所提供的热能可能会使冰层下的水保持液态，另外木卫二上长达60小时的白昼，也使得表面冰层的裂口有可能接受到充足的阳光。即便这样，假如有一天人类能征服木卫二，也恐难以长久移居。
木卫二发现黏土型矿物
美国航天局11日宣布，在最可能有生命存在的木星卫星——木卫二的表面首次发现了黏土型矿物，这意味着木卫二可能存在对形成生命至关重要的有机物。
可能的生命
据猜想，冰下的海洋中可能有生命存在，其生存环境可能与地球上的深海热液口或南极的沃斯托克湖（Lake Vostok）相似，其生命的形态可能与地球上的某些嗜极生物相似。尽管还没有任何证据，但基于可能存在的液态水，相继有若干项向木卫二派遣空间探测器议案曾被提出（详 探索 一节），
2013年12月11日美国国家航空航天局（NASA）宣布，探测器在被冰雪所覆盖的木卫二上发现了其与彗星及小行星撞击后形成的类似黏土状的矿物质。根据“伽利略”号探测器1998年拍摄到的木卫二近红外线图片来看NASA研究小组认为，木卫二上有一种与酰基氯类似的矿物。由于小行星或彗星的中心核中蕴含可形成生命的有机物NASA研究者表示，木卫二的冰雪表层下极有可能隐藏广袤的海洋，历经漫长时间后或许有育成生命的可能性，
发现喷泉
美国和德国研究员发表报告称，在木星的卫星之一“木卫二”上，发现有间歇性喷发的喷泉，这是木卫二冰冻表面下隐藏着一个巨大海洋的最好证据。一旦有了水，也就意味着可能有生命！长久以来，科学家们都认为“木卫二”可能存有生命。
外媒称，新的研究显示，木星的一个卫星—木卫二有丰富的重要矿物质，还有从地下海洋里喷发的壮观水柱这可能是太阳系里又一个宜居之地。
据英国《独立报》报道，哈勃望远镜确认了木卫二上间歇性喷发的两处巨大羽状水柱，高达两百千米,另一项研究在该星球冰冻表面发现了散落的泥土似的矿物质。
《科学》杂志上发表的文章说，通过对哈勃望远镜的数据进行分析发现，水柱通常在木卫二围绕木星轨道运行时的某些特定时刻喷发，这表明喷发原因是周期性的巨大潮汐力使该星球地下海洋的压力增大，使其液体从表面的冰缝喷涌而出。可以看到高达200千米的壮观喷泉。这可能是木卫二冰冻表面下隐藏着一个巨大海洋的最好证据。美国和德国研究人员2013年12月12日在《科学》杂志上报告说，他们利用哈勃太空望远镜于2012年11月和12月以及1999年所拍摄的图像，确定在木卫二南半球的两个不同区域有着过多的氢和氧，而解释只有一个，那就是这些氢和氧是从木卫二喷射出来的水被电解而来。
木卫二上的喷泉间歇性地喷发，每次喷发时间约7小时。由于这种现象在木
卫二距离木星最远处出现，在最接近木星时消失，研究人员推测，木星对木卫二的潮汐引力发挥了重要作用，它可能导致木卫二表面冰层在最远点时出现裂缝，而喷泉就从这些裂缝中喷射而出，当到达木星近点，这些裂缝则逐渐闭合。喷泉的出现说明木卫二冰冻表层的部分区域可能很容易被内部的海洋“突破”，而这对将来 探索 木卫二是否宜居具有重要意义。因为这种间歇性的喷泉会将木卫二表面和深层的物质喷向高空，将来研究木卫二成分就无需在冰层上钻孔。
木卫二上的喷泉可能类似于土星的卫星土卫二上的喷泉，土卫二上的喷泉是从非常狭窄的裂隙中逃逸出的高压水汽排放所致。不过木卫二上的重力比土卫二大12倍，因而木卫二的喷泉不会像土卫二那样大部分逃逸到太空中，而是喷发到201千米的高度时落回木卫二表面。
长久以来，许多科学家认为木卫二是太阳系中除地球外最有可能存在生命的星球，这是因为在木卫二表面冰层下隐藏着一个巨大海洋，而有液态水就有可能存在生命。美国航天局2013年12月11日还宣布，在木卫二表面首次发现了黏土型矿物，这意味着木卫二可能存在对形成生命至关重要的有机物。
报道指出，在已知的63个木星的卫星中，木卫二是最重要的一个。天文学家认为，它的冰层表面之下有海洋存在这是由于潮汐力的热量使其保持液态。一些科学家认为这片海洋中可能有生命，而矿物质和潮汐热能可以为其提供能量。
另一项对美国航天局伽利略项目收集的数据的研究显示，在木卫二表面发现的重要泥土类矿物质可能是该星球此前与小行星或彗星相撞产生的。
美国航天局喷气推进实验室的吉姆·雪利说：“我们经常在彗星或原始小行星上找到构成生命的重要物质—有机矿物质在木卫二的表面发现与这类彗星相撞的残留物可能为我们在该星球寻找生命开启新的篇章。”
据报道，很多科学家认为木卫二可能是太阳系里除地球外最适宜生命存在的星球。
其次，科学家提出了对观测结果的解读框架。有些结果可能是正面的，有些则可能是负面的。“这一框架构建了包含各种结果的决策树。最终得到的结论要么是‘我们找到了外星生命’，要么是‘我们没找到外星生命’”。
如今，该团队还在拭目以待，期待科学界被他们的计划打动。科特·涅伯解释道：“我希望相关探讨能够早日开展，这样等登陆器抵达木卫二表面时，我们就可以专注于数据分析了。”