美国宇航局的蜻蜓旋翼飞行器探索土星的巨大卫星土卫六

由:Patrick J. Kiger.|

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美国宇航局的蜻蜓旋翼着陆器的插图,它将利用稠密的大气层和低重力探索土星的卫星土卫六。美国国家航空航天局/ JHU-APL

美国宇航局有宣布它将推出一个调用空间探测器蜻蜓执行一项雄心勃勃的任务土星月亮泰坦,其中一个机器人旋翼飞机 - 着陆器将在泰坦的表面上飞行,并在各个地方触摸。作为其探索性使命的一部分,蜻蜓空间探针将寻找类似于导致地球上生命的化学过程的痕迹,除了收集有关月球表面和大气的其他信息。

蜻蜓号将于2026年发射,并于2034年抵达距离太阳8.86亿英里(14亿公里)的土卫六。一旦它到达那里,太空探测器——大约是航天局的大小精神和机遇火星群- 将打开其八个转子,通过泰坦密集,朦胧的气氛,大约是地球密度的四倍,并探索其静态神秘的表面。

泰坦,土星最大的62卫星在我们的太阳系毗邻木星的月亮Ganymede.,半径约为1,600英里(2,475公里),使其成为大约比月球宽50%.但它不仅仅是泰坦的规模,使其成为对科学家的长期对象的魅力。

泰坦也是太阳能系统中唯一一个的气氛,它是太阳系中的唯一插槽,除了众所周知,它的表面上都有液体河流,湖泊和海洋。虽然后者由液体烃如甲烷和乙烷组成,但泰坦也被认为在其冰冷的表面下面的水35至50英里(55至80公里)的地下海洋,可能已经满足了某种形式的生活,或者可能仍然包含它。如果生命存在于那里,在泰坦的野蛮冷表面温度下留下足够的290华氏度(减去179摄氏度),它将非常耐用。

土卫六厚厚的大气层大约95%是氮气,其余大部分是甲烷。这就造成了一层厚厚的、橙色的薄雾笼罩在月球表面,使得从地球上很难观测到。我们所知道的大部分信息来自欧洲航天局惠更斯探测器,其中,在2005年和美国国家航空航天局登陆泰坦和传播数据72分钟卡西尼探头,这是多次飞越土卫六在2005年至2017年期间。(惠更斯实际上是七年泰坦附近的七年之旅的Cassini。)

“很难想象还有什么比核动力直升机在长达八年的探索新世界之旅中更令人兴奋的科学任务了,”他说戴尔斯克兰,执行委员会主席国家空间学会是一个倡导空间探索和殖民的非营利组织。

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蜻蜓的飞行优势

科学家们对蜻蜓在地面上飞行而不是爬行的能力感到特别兴奋。不像火星,NASA也计划在那里测试大型高速叶片的小型机器人直升机到2020年,土卫六的大气层足够厚,使得蜻蜓能够用相对较小的旋翼获得升力,并能够携带比送往火星的实验直升机更大的有效载荷进行更远的距离。在它在土卫六上的近三年任务中,预计将覆盖超过108英里(175公里)。它会在短时间内飞行,每次最多5分钟。

“飞行使我们能够在短时间内移动着陆器比传统流浪者更远的距离,让我们更有效地探索泰坦”杰森钠鲷是Massachusetts理工学院地球,大气和行星科学系的研究科学家,并在电子邮件中解释了蜻蜓的共同调查员之一。

NASA新的前沿计划科学家Curt Niebur通过电子邮件解释,蜻蜓的设计与火星直升机的根本不同。“不仅仅是因为泰坦和火星的气氛如此不同,但因为他们是不同的车辆,”他说。“火星直升机是一个短暂的技术演示,没有科学有效载荷。蜻蜓是一种独立的航天器,旨在追求高自治权的科学使命。这就像比较自驾车和电动滑板车:两者都有车轮,但它们具有截然不同的目的,因此具有非常不同的设计。“

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泰坦的地质

蜻蜓号的研究人员对有机会研究这颗巨大卫星的许多奥秘感到兴奋。“我期待着‘蜻蜓’最终在小尺度上给我们关于土卫六表面的详细答案。不仅是它的成分,还有它的地质,”内伯解释道。“告诉我们那里的复杂有机材料,以及它们是如何相互作用的,也让我们看到了沙丘和塞克火山口.卡西尼号在大范围(比如几十英里)给我们这个问题提供了宽泛的答案方面做得很好,但可以说,没有什么比潜入地面并实际将你的手和脚深挖进去更棒了。”

“有关泰坦表面的缺乏问题,”Soderblom说。“我们尚未回答的一个基本问题是泰坦主要地质单位的构成是什么,或者如果水冰的基岩在泰坦的任何地方暴露或被埋在有机垃圾箱下面。这是因为泰坦的氛围隐形了表面在大多数波长,限制了我们使用传统遥感技术的能力来研究表面组成。“

蜻蜓号对土卫六表面的仔细观察也可能有助于了解这颗卫星的大气层。“土卫六表面的有机物都是在大气中形成的,”解释说莎拉·霍尔斯特他是约翰霍普金斯大学地球与行星科学学院的助理教授,也是该项目的研究员。她说:“因此,了解我们在火星表面发现的复杂有机物的组成,将极大地提高我们对火星表面发生的过程以及大气中发生的化学物质的理解。”

“反过来,对理解大气可能在生命的起源或演变中发挥的作用非常重要,并且还帮助我们弄清楚当我们正在寻找像那些这样的遥远大气的观察时,这些分子可能构成生命的证据霍尔特说。

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