小小蚁国野怪怎么选(即将到来的土卫六)

小小蚁国野怪怎么选(即将到来的土卫六)(1)

这架半吨重的飞行器,将于21世纪30年代中期在这颗神秘的卫星上寻找生命迹象。这绝对是一项激动人心的任务,也许人类将发现一个全新的世界。在此任务开始之前,让我们一起来了解一下蜻蜓号探索土星的卫星土卫六的科学目标,以及实现这些目标所需的仪器。

该任务预计在2027年左右发射,蜻蜓(Dragonfly)将在本世纪30年代中期登上土卫六(泰坦)的天空。事实上,土卫六是我在太空中最喜欢的地方(当然是除地球之外的),因为它有许多奇特、神秘、有时甚至是熟悉的特征。此外,作为弗兰克·赫伯特的《沙丘》系列的忠实粉丝,我一直想象泰坦(其油性的表面)很像虚构的哈科宁(Harkonnen)星球的吉迪·普赖斯(Giedi Prime)。

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上图:艺术家虚构的蜻蜓在泰坦上的场景。

泰坦是太阳系中唯一一个拥有稠密大气层和表面大量液体的卫星,即使这些液体是以碳氢化合物海洋和湖泊的形式存在的。 巨大的沙丘覆盖着它的热带地区,这是宇宙射线轰击卫星表面冰层的结果。 泰坦还拥有广阔的赤道沙漠,称为“香格里拉沙海”,偶尔会发生沙尘暴。 从这个意义上说,泰坦也类似于沙丘中的“阿拉基斯”(不知道会不会生活着巨大的沙虫)。

这是机器人探测器的理想目的地,因为泰坦充满了科学目标。 作为一项探索任务,蜻蜓(Dragonfly)任务自 2019 年以来一直在准备中,但该任务的正式目标直到最近才被披露。

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上图:图解蜻蜓任务的概念,包括进入、下降、着陆、表面操作以及在土卫六飞行。

蜻蜓(Dragonfly)是一种双四旋翼无人机,将有8个旋翼,每个旋翼长度约为3.3英尺(1米)。随着NASA的“机智(Ingenuity)”直升机成功地在火星上飞翔,“蜻蜓”将成为第二架在外星世界飞行的飞行器,并且还是第一架在外星的卫星上飞行的飞行器。

当然,这并不是人类第一次涉足土卫六。美国宇航局的惠更斯号(Huygens)静止探测器于2005年降落在土卫六上,拍摄了一些我所见过的最诡异的照片。卡西尼号(Cassini)探测器环绕土星13年,利用无线电能力窥探土卫六厚厚的云层。但是,未来的蜻蜓号将把土卫六的科学探索带到一个新的高度。

天文学家对此表示:“土卫六就好像是探险家的乌托邦。我们对土卫六的科学问题非常广泛,因为我们还不太了解土卫六表面的实际情况。在卡西尼号任务从土星轨道探测土卫六期间,我们每回答了一个问题,就又产生了10个新问题。”

正如披露出来的任务正式目标,蜻蜓(Dragonfly)将参与一项主要(但不限于)的天体生物学任务。无人机将搜索生物特征(以前或现在的生物过程),并对卫星自身的化学成分(包括生命所需的分子结构)和当前的可居住性进行测量。

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上图:惠更斯号着陆点的概念图。

任务规划人员选择了靠近泰坦赤道的着陆点 —— 惠更斯号着陆点以北约 435 英里(700 公里)。蜻蜓将探索香格里拉沙海,甚至可能到访 Selk 撞击坑 —— 那是一个可能的生命摇篮。

这项任务将主要在北半球的冬季时期进行。这架半吨重的无人机应该可以毫不费力地实现飞行, 因为泰坦的重力是地球的七分之一,风很温和,大气厚到足以产生升力。 另外,这项任务的科学家预计,由液态甲烷组成的降雨不会成为问题,但他们也不完全确定。

用研究人员的话来说,蜻蜓是一个“旋翼式可重新定位着陆器”,它将在地面上花费大部分时间进行科学研究,并将数据传回地球。无人机每两个“泰坦日”飞行一次,单次飞行时间为30分钟至1小时。其中一个“泰坦日”等于 16 个地球日。该团队将在飞行中选择新的目的地,可以说,其方式类似于为火星漫游者选择目标目的地。

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上图:NASA的蜻蜓(Dragonfly)。

无人机(蜻蜓)的有效载荷将包括八台科学相机、两台光谱仪和一个用于对复杂有机物进行采样的钻机。 蜻蜓还将携带一个地球物理和气象套件,其中包含 11 种不同的仪器,能够测量气温、气压、风速和风向以及湿度。

在卡西尼号能够从太空提供颗粒状无线电图像的地方,蜻蜓号将进行必要的地面实况验证,以确认或反驳有关卫星化学过程和大气表面相互作用的理论。 该团队还将研究热带沙漠在泰坦全球甲烷循环中的作用。

任务科学家表示:“我的主要科学兴趣是将泰坦理解为一个复杂的类似地球的世界,并试图理解推动其进化的过程。这会涉及方方面面,从甲烷循环与地表和大气的相互作用,到物质在整个表面的路径选择,以及与内部的潜在交换。”

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根据披露的信息,寻找潜在生物特征的工作将包括“我们知道的生命”,即需要液态水才能生存的生命,以及“我们不知道的生命”,比如能够在土卫六的液态碳氢化合物中找到家的生命。

找到土卫六与地球的相似之处,或者年轻的地球与土卫六的相似之处,显然是非常重要的,但科学家们同样感兴趣的是了解泰坦与地球的所有不同之处。到21世纪30年代,我们将开始寻找那些奇异的东西,包括进一步证实泰坦就是太阳系中最陌生的地方。


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