对于其最新的行星科学任务,美国宇航局的目标是将飞行机器人降落在行星表面土星的月亮泰坦,寻找外星生命的首要目标。
蜻蜓这将是此类尝试的首次尝试。 NASA 的汽车大小的四轴飞行器配备了能够识别大型有机分子的仪器,计划于 2026 年发射,于 2034 年抵达目的地,然后飞往相距数百英里的多个地点。
美国宇航局科学副局长托马斯·祖布臣(Thomas Zurbuchen)周四表示:“科学令人信服……而且任务也很大胆。”
“我相信现在是这样做的正确时机。”
为什么是泰坦?
泰坦比行星还大汞地理上也像地球一样多样化。 这颗又大又冷的卫星拥有厚厚的、富含甲烷的大气层、冰山以及太阳系中除地球之外唯一的表层海洋。
但在土卫六上,河流和湖泊中充满了晃动的液态碳氢化合物。 如果月亮确实存在水,科学家认为它存在于潜伏在冰冻地壳下方的海洋中。
这是一个完全不同于我们自己的世界,但“我们知道它拥有生命形成所需的所有成分,”美国宇航局行星科学部主任洛里·格莱兹说。
土卫六复杂的碳环和碳链是许多基本生物过程的基础,可能类似于地球上生命进化的基石。
格雷兹说,蜻蜓将提供“发现早期地球上存在的过程,甚至可能孕育今天生命的条件的机会”。
新领域
这是美国宇航局资助的第四次任务新领域计划,支持成本低于 10 亿美元的中型行星科学项目。
它追随了新视野号宇宙飞船,飞越冥王星和柯伊伯带天体 MU69; 小行星探索者 OSIRIS-REx; 和朱诺号探测器目前绕轨道运行木星。
这是自 2017 年 12 月以来一直在考虑的两项计划提案之一。另一个入围方案是凯撒彗星天体生物学探索样本返回任务,该任务将围绕 67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星运行。
该飞船将与这块巨大的太空岩石会合,从其表面吸取样本并于 2038 年 11 月返回地球。
(美国宇航局)
蜻蜓号将降落在土卫六赤道附近由固体碳氢化合物雪花组成的沙丘之间。 它将由放射性钚的热量提供动力,就像美国宇航局的无畏号一样火星流浪者。
但凭借八个转子,它将能够比任何轮式机器人行驶更远的距离——每次跳跃可达九英里。
“在土卫六上飞行实际上更容易,”该任务的首席研究员、约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究员伊丽莎白·海龟在周四的新闻发布会上说。 那个世界的大气层比地球厚,重力也弱。
然而,该飞行器必须能够自行操纵。 来自地球的光信号需要 43 分钟才能到达土卫六,这使得蜻蜓比标准无人机复杂得多。
科学家们必须开发一种导航系统,使航天器能够识别危险并自主飞行和着陆。
蜻蜓会降落在哪里?
在飞行中,它将采样泰坦的朦胧大气并提供下方景观的航拍图像。 但该飞行器将大部分时间花在地面上,测试与生物相关的材料。
它的最终目的地是塞尔克陨石坑,这是一颗古代流星撞击的地方,科学家们在那里发现了液态水、有机分子和可以促进化学反应的能量的证据。
祖布琴说,这一大胆的设计促使美国宇航局要求两个独立团队检查任务计划,并评估该项目是否可以在允许的成本下执行。 最终,该机构认为该项目是可行的。
“虽然这是探索不同星球的新方式,但这实际上是地球上非常成熟的技术,”特特尔指出。
“实际上,我们对 Dragonfly 所做的是创新,而不是发明。”
自 2005 年以来,NASA 就再也没有见过土卫六的表面,当时惠更斯探测器穿过朦胧的橙色云层,展现出奇异的全景。 这颗奇怪的卫星上每一个类似地球的特征都有一种化学上的外星扭曲。
科学家在杂志上报道说:“泰坦上没有液态水,而是液态甲烷。”自然。 “泰坦上没有硅酸盐岩石,而是冻结了水冰。泰坦上没有泥土,而是从大气中沉淀出来的碳氢化合物颗粒。”
距离太阳近 10 亿英里,它的世界寒冷刺骨。 天气温和时,平均气温为 -180 摄氏度(-290 华氏度)。 如果存在更多的氧气,那些丰富的碳氢化合物(汽油的主要成分)会很快着火。
所有这些甲烷的存在——一种通常在几百万年内就会被阳光破坏的分子——是最让科学家感兴趣的。 它的持续存在表明某种过程正在不断更新泰坦的供应。
他们现在认为,土卫六经历的天气与地球上的天气非常相似——除了它的云是由碳氢化合物气体组成的,而且它的降水是有机化合物雨和雪。
生活如我们所不知道
海龟周四表示,在生命进化并不可逆转地改变地球之前,土卫六在很多方面类似于婴儿地球。
“泰坦是一个完美的化学实验室,可以用来了解化学迈向生物学之前发生的化学反应,”她说。
约翰·霍普金斯大学行星科学家 Sarah Hörst,蜻蜓号科学与工程团队的成员,一次将土卫六比作一个宇宙厨房,科学家们在其中找到了生命的所有成分。
“但是当它们混合时你并不在场,所以你不知道它们混合在一起会做什么。你不知道烘烤时会发生什么,”她在 2017 年说道。
所有这些成分加起来可能毫无意义。 她说,或者它们可能是“我们不知道的生命”的迹象——一种基于碳氢化合物而不是水的生物形式。
自惠更斯登陆以来的这些年里,科学家们发现了更多的分子财富:与复杂化学反应相关的带负电的分子; 可以构建氨基酸的氢、碳和氮环; 以及可以聚集在一起形成球形包膜的分子,就像细胞周围的膜一样。
霍斯特说:“我们非常确定土卫六上存在生命所需的所有这些广泛的、大范围的类别。” “到了某个时候,问题就变成了,好吧,我们不应该去检查一下吗?”
2019 ©华盛顿邮报
本文最初发表于华盛顿邮报。