美國(guó)國(guó)家航天航空局(NASA)正計(jì)劃向土衛(wèi)六(Titan)發(fā)射一艘太空船。其中搭載的是史上第一個(gè)“外星無(wú)人機(jī)”。土衛(wèi)六是土星的一顆衛(wèi)星,也是太陽(yáng)系中第二大衛(wèi)星,因具有濃厚大氣層而被人們懷疑可能存在生命。
這款名為 Dragonfly 的無(wú)人機(jī)由美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)打造,預(yù)計(jì)將會(huì)在 2026 年出發(fā),2034 年抵達(dá)土衛(wèi)六。
Dragonfly 將利用人類在地球上制造無(wú)人機(jī)的經(jīng)驗(yàn)在全新環(huán)境中完成任務(wù),它大約 10 英尺長(zhǎng),最終飛行的距離將超過(guò) 175 公里——幾乎是人類歷史上所有火星探測(cè)器行進(jìn)的距離加起來(lái)的兩倍。
美國(guó)國(guó)家航天航空局今天宣布了一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃:準(zhǔn)備在 2026 年發(fā)射探測(cè)器,探索土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六(Titan)。這個(gè)名為 Dragonfly 的任務(wù)計(jì)劃投送一架無(wú)人機(jī)式的太空船去到衛(wèi)星表面。從外形上看,太空無(wú)人機(jī)確實(shí)有點(diǎn)像與它同名的昆蟲(chóng)(蜻蜓),它會(huì)在不同地點(diǎn)之間「跳躍」,測(cè)量各地點(diǎn)的土壤與大氣。
作為一顆體積巨大的衛(wèi)星(比水星還大),土衛(wèi)六與地球有很多相同之處。它擁有一個(gè)濃厚的大氣層,可以形成不同天氣。在這顆衛(wèi)星表面,液體從云層中下落成雨,填充盆地和峽谷,然后蒸發(fā)升上天空,形成「水循環(huán)」。不過(guò)與地球不同的是,土衛(wèi)六的液體循環(huán)是以甲烷的形式完成的——因?yàn)橥列l(wèi)六表面的溫度很低,在常溫常壓下以氣體形式存在的甲烷在那里都是液體,形成的湖泊面積則與北美五大湖相仿。
雖然派出的是無(wú)人機(jī),但人們也要考慮到地球與土衛(wèi)六的環(huán)境之間存在著重要差異。土衛(wèi)六距離太陽(yáng)的距離是地球的十倍,表面溫度通常只有零下 178 度,表面壓力也比地球要高 50%,濃厚的大氣層只能讓很少部分陽(yáng)光到達(dá)地面。
盡管如此,「泰坦」仍然是太陽(yáng)系中外星生命的最佳候選者之一,只不過(guò)存在形式不會(huì)是我們常見(jiàn)的那種。「土衛(wèi)六擁有生命所需的所有關(guān)鍵因素?!筃ASA 行星科學(xué)部門主任 Lori Glaze 說(shuō)道。
NASA 對(duì)于土衛(wèi)六的第一次觀測(cè)可以追溯到 20 世紀(jì) 70 年代,著名的旅行者計(jì)劃。不過(guò)彼時(shí)太空船的相機(jī)無(wú)法穿透土衛(wèi)六的大氣層——這是太陽(yáng)系中最厚的大氣層。這顆衛(wèi)星看起來(lái)就像一塊光滑的大理石,拒絕向人類展示自己的真實(shí)面目。
直到 2005 年,一艘歐洲宇宙飛船抵達(dá)了土衛(wèi)六。在濃厚的霧霾之下,惠更斯探測(cè)器成功拍攝了照片并將之傳輸回了地球。人類第一次看到了土衛(wèi)六的表面:“突然間我們獲得了那些充滿溝壑的照片,在此之前我們完全不知道這種地形的存在?!盝onathan Lunine,一名自 1980 年代早期開(kāi)始研究土衛(wèi)六的學(xué)者表示?!翱吹秸掌瑫r(shí),我尖叫了起來(lái)。”在地球上,水負(fù)責(zé)把巖石塑造成我們看到的景觀,而在土衛(wèi)六上,這一工作由甲烷來(lái)完成。
然而這一旅程戛然而止。惠更斯在著陸后僅僅三個(gè)小時(shí)就宣告電池耗盡。但是天文學(xué)家們?nèi)匀辉陉P(guān)注土衛(wèi)六,發(fā)射惠更斯的太空船卡西尼號(hào),一艘 NASA 的太空船一直停留在土星軌道上直到 2017 年,并不斷收集衛(wèi)星的數(shù)據(jù)和圖片。
卡西尼為土衛(wèi)六上存在甲烷湖泊提供了證據(jù)。科學(xué)家們很早就預(yù)測(cè)到了這些湖泊的存在,但能夠證實(shí)它仍然是一個(gè)驚喜。土衛(wèi)六上的湖泊非常平靜,只有少數(shù)漣漪。與之相比,美國(guó)五大湖上的波浪隨處可見(jiàn),科學(xué)家們正在尋找其中的原因。
當(dāng)卡西尼號(hào)燃料耗盡時(shí),NASA 面臨著令人不安的情況:不受控制的飛行器可能會(huì)掉入土衛(wèi)六的大氣中,污染衛(wèi)星的表面。為了保護(hù)這個(gè)朦朧的星球,工程師們故意把卡西尼號(hào)推入土星——那是一個(gè)不可能存在生命的氣態(tài)行星。
很快,Dragonfly 將會(huì)承擔(dān)起尋找土衛(wèi)六生命的重任。在土衛(wèi)六的大氣層中,前行者們已經(jīng)探測(cè)到了碳、氫、氮、乙烷和其他一些地球生命所依賴的元素和化合物。科學(xué)家們甚至發(fā)現(xiàn)了一種能與甲烷和乙烷相互作用產(chǎn)生細(xì)胞的化合物。
今天,科學(xué)家們懷疑土衛(wèi)六表面之下存在液態(tài)水。
“我們知道這些元素的存在對(duì)于生命來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,而它們就在土衛(wèi)六的表面上”,該任務(wù)的首席研究員,約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家 Zibi Turtle 表示,這個(gè)星球在進(jìn)行著為期數(shù)億年的“化學(xué)實(shí)驗(yàn)”,而 Dragonfly 的目標(biāo)就是獲取這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果并加以研究。
在幾十年前出現(xiàn)軌道飛行器、探測(cè)器和著陸設(shè)備之后,外星無(wú)人機(jī)的設(shè)想著實(shí)讓人耳目一新,這是一個(gè)令人難以想象的任務(wù)。根據(jù) Dragonfly 團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法,這一無(wú)人機(jī)可以在一小時(shí)內(nèi)覆蓋方圓數(shù)十英里的面積。由于土衛(wèi)六厚重的大氣與低重力環(huán)境,進(jìn)行“彈跳”非常容易。(如果有宇航員在土衛(wèi)六表面,他們可以戴上翅膀拍動(dòng),與 Dragonfly 同行。)
“只需飛行幾次,Dragonfly 就可以超越過(guò)去 12 年里機(jī)遇號(hào)在火星走過(guò)的路?!盌ragonfly項(xiàng)目經(jīng)理 Peter Bedini 表示。
然而從地球前往“泰坦”(Titan)的旅程十分遙遠(yuǎn)。Dragonfly預(yù)計(jì)直到2034年才會(huì)抵達(dá)土衛(wèi)六。“這是探索太陽(yáng)系的代價(jià)”,NASA 科學(xué)家Curt Niebur表示。“前往其他衛(wèi)星的路程很長(zhǎng)。當(dāng)年的卡西尼號(hào)前往土星花費(fèi)了七年。”
令人興奮的是,這個(gè)小型無(wú)人機(jī),或許可以幫助我們回答人類終極問(wèn)題:
我們是孤獨(dú)的嗎?如果土衛(wèi)六上真的存在生命,它應(yīng)該不會(huì)像好萊塢電影中的那樣。
根據(jù)環(huán)境,我們或許可以發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單的外星微生物,但即使這樣,一切也將變得不同。
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