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无人机飞向外星:NASA宣布了一项史无前例的计划

关注:63 发表时间:2019-07-09 15:02:50

美国国家航天航空局(NASA)正计划向土卫六(Titan)发射一艘太空船。其中搭载的是史上第一个「外星无人机」。土卫六是土星的一颗卫星,也是太阳系中第二大卫星,因具有浓厚大气层而被人们怀疑可能存在生命。


这款名为 Dragonfly 的无人机由美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)打造,预计将会在 2026 年出发,2034 年抵达土卫六。



Dragonfly 将利用人类在地球上制造无人机的经验在全新环境中完成任务,它大约 10 英尺长,最终飞行的距离将超过 175 公里——几乎是人类历史上所有火星探测器行进的距离加起来的两倍。



美国国家航天航空局今天宣布了一项雄心勃勃的计划:准备在 2026 年发射探测器,探索土星最大的卫星土卫六(Titan)。这个名为 Dragonfly 的任务计划投送一架无人机式的太空船去到卫星表面。从外形上看,太空无人机确实有点像与它同名的昆虫(蜻蜓),它会在不同地点之间「跳跃」,测量各地点的土壤与大气。


作为一颗体积巨大的卫星(比水星还大),土卫六与地球有很多相同之处。它拥有一个浓厚的大气层,可以形成不同天气。在这颗卫星表面,液体从云层中下落成雨,填充盆地和峡谷,然后蒸发升上天空,形成「水循环」。不过与地球不同的是,土卫六的液体循环是以甲烷的形式完成的——因为土卫六表面的温度很低,在常温常压下以气体形式存在的甲烷在那里都是液体,形成的湖泊面积则与北美五大湖相仿。


虽然派出的是无人机,但人们也要考虑到地球与土卫六的环境之间存在着重要差异。土卫六距离太阳的距离是地球的十倍,表面温度通常只有零下 178 度,表面压力也比地球要高 50%,浓厚的大气层只能让很少部分阳光到达地面。


尽管如此,「泰坦」仍然是太阳系中外星生命的最佳候选者之一——只不过存在形式不会是我们常见的那种。「土卫六拥有生命所需的所有关键因素。」NASA 行星科学部门主任 Lori Glaze 说道。


NASA 对于土卫六的第一次观测可以追溯到 20 世纪 70 年代,著名的旅行者计划。不过彼时太空船的相机无法穿透土卫六的大气层——这是太阳系中最厚的大气层。这颗卫星看起来就像一块光滑的大理石,拒绝向人类展示自己的真实面目。


直到 2005 年,一艘欧洲宇宙飞船抵达了土卫六。在浓厚的雾霾之下,惠更斯探测器成功拍摄了照片并将之传输回了地球。人类第一次看到了土卫六的表面:「突然间我们获得了那些充满沟壑的照片,在此之前我们完全不知道这种地形的存在。」Jonathan Lunine,一名自 1980 年代早期开始研究土卫六的学者表示。「看到照片时,我尖叫了起来。」在地球上,水负责把岩石塑造成我们看到的景观,而在土卫六上,这一工作由甲烷来完成。


然而这一旅程戛然而止。惠更斯在着陆后仅仅三个小时就宣告电池耗尽。但是天文学家们仍然在关注土卫六,发射惠更斯的太空船卡西尼号,一艘 NASA 的太空船一直停留在土星轨道上直到 2017 年,并不断收集卫星的数据和图片。


卡西尼为土卫六上存在甲烷湖泊提供了证据。科学家们很早就预测到了这些湖泊的存在,但能够证实它仍然是一个惊喜。土卫六上的湖泊非常平静,只有少数涟漪。与之相比,美国五大湖上的波浪随处可见,科学家们正在寻找其中的原因。


当卡西尼号燃料耗尽时,NASA 面临着令人不安的情况:不受控制的飞行器可能会掉入土卫六的大气中,污染卫星的表面。为了保护这个朦胧的星球,工程师们故意把卡西尼号推入土星——那是一个不可能存在生命的气态行星。


很快,Dragonfly 将会承担起寻找土卫六生命的重任。在土卫六的大气层中,前行者们已经探测到了碳、氢、氮、乙烷和其他一些地球生命所依赖的元素和化合物。科学家们甚至发现了一种能与甲烷和乙烷相互作用产生细胞的化合物。


今天,科学家们怀疑土卫六表面之下存在液态水。


「我们知道这些元素的存在对于生命来说至关重要,而它们就在土卫六的表面上,」该任务的首席研究员,约翰霍普金斯大学应用物理实验室科学家 Zibi Turtle 表示。「这个星球在进行着为期数亿年的『化学实验』,而 Dragonfly 的目标就是获取这些实验结果并加以研究。」


在几十年前出现轨道飞行器、探测器和着陆设备之后,外星无人机的设想着实让人耳目一新,这是一个令人难以想象的任务。根据 Dragonfly 团队的说法,这一无人机可以在一小时内覆盖方圆数十英里的面积。由于土卫六厚重的大气与低重力环境,进行「弹跳」非常容易。(如果有宇航员在土卫六表面,他们可以戴上翅膀拍动,与 Dragonfly 同行。)


「只需飞行几次,Dragonfly 就可以超越过去 12 年里机遇号在火星走过的路。」Dragonfly 项目经理 Peter Bedini 表示。


然而从地球前往「泰坦」的旅程十分遥远。Dragonfly 预计直到 2034 年才会抵达土卫六。「这是探索太阳系的代价,」NASA 科学家 Curt Niebur 表示。「前往其他卫星的路程很长。」当年的卡西尼号前往土星花费了七年。


令人兴奋的是,这个小型无人机或许可以帮助我们回答人类终极问题:我们是孤独的吗?如果土卫六上真的存在生命,它应该不会像好莱坞电影中的那样。根据环境,我们或许可以发现简单的外星微生物,但即使这样,一切也将变得不同。




来源:机器之心报道

作者:李泽南

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