作者:赵熙熙 来源: 中国科学报 发布时间:2019/7/1 9:37:40
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美“蜻蜓”无人机将飞往土卫六
实现多点取样 寻找生命迹象

“蜻蜓”号无人机探测器将在土卫六上空进行多次飞行,并在着陆期间探索卫星表面。

图片来源:约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验

本报讯 美国宇航局(NASA)6月27日宣布,将发射一架双四旋翼无人机探测器飞越土星卫星土卫六(泰坦)的表面,目的包括寻找生命迹象等。这项名为“蜻蜓”的探测任务将于2026年发射升空,并于2034年抵达泰坦,将在这颗卫星复杂多样的地表上实现多点取样。

泰坦是土星最大的卫星,也是太阳系内唯一拥有浓厚大气层的行星卫星,大气浓度是地球大气的4倍,其中含氮气和甲烷等。土卫六由于离太阳较远,表面温度为零下179摄氏度。

“‘蜻蜓’号实际上是一架火星车大小的无人机,在泰坦上,我们将能够从一个地方飞到另一个地方。”主持这项探测任务的马里兰州劳雷尔市约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家Elizabeth Turtle说。

据介绍,采用核动力的“蜻蜓”号无人机探测器可以在不到1小时的时间内飞行数十公里,这使得它比轮式车辆能够更快地覆盖卫星地面。据估计,在为期两年的任务中,无人机探测器可以飞行175公里的距离。

泰坦大气中富含碳氢化合物的云层能够将大量甲烷和乙烷以降雨的形式输送到卫星表面。这些液体汇聚在湖泊和海洋中,NASA的“卡西尼”号探测器曾在2009年至2017年的不同时间,观测到这些液体在阳光下闪闪发光。随着季节变化,泰坦上的一些湖泊会出现增减。

同时,“卡西尼”号探测器多次飞掠土卫六也为“蜻蜓”号无人机探测器选择降落时间和地点提供了科学依据。

“蜻蜓”号无人机探测器将在飞行过程中研究泰坦大气,并在卫星表面停留很长时间。这架无人机将探索最近干涸的曾富含甲烷和乙烷的湖泊。在干涸过程中,那里可能会留下富含有机化合物的残留物,就像在生命出现之前的早期地球上曾发生过的那样。

“泰坦拥有生命所需的所有关键成分。”NASA行星科学部负责人Lori Glaze说。

2005年,欧洲空间局(ESA)的“惠更斯”号探测器成为第一个登陆土卫六的航天器。它在下降过程中测量了泰坦大气的温度、压力和密度,并在着陆后72分钟内传回了那里崎岖多岩石的景观照片。

“蜻蜓”号无人机探测器之前击败了一项从彗星67P/Churyumov-Gerasimenko上返回样本的计划——2014年至2016年间,ESA的“罗塞塔”号探测器曾探索了这颗彗星。

纽约州伊萨卡市康奈尔大学行星科学家Steve Squyres主持了彗星天体生物学探索样本返回项目。该项目打算从彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的彗核中带回至少80克物质,这将是迄今为止从一颗彗星上获得的最大样本。NASA的“星尘”项目曾在2004年收集了来自怀尔德2号彗星的大约1微克的尘埃。

“蜻蜓”无人机探测器是NASA“新疆界”计划的一部分,该计划从研究人员提交的限制成本的提案中选择其行星科学任务。“蜻蜓”号无人机探测器的成本上限为8.5亿美元(按2015年的美元汇率计算),其中不包括此次任务使用的运载火箭的费用。

NASA此前的3次“新疆界”计划分别是2015年飞越冥王星,并于今年早些时候飞越外太阳系一颗较小天体的“新视野”号探测器,自2016年以来一直环绕木星运行的“朱诺”号探测器,以及正在环绕小行星贝努运行并将在明年采集样本飞回地球的OSIRIS-REx探测器。

“蜻蜓”号将首先降落在土卫六赤道附近的“香格里拉”丘地,它会像蜻蜓一样“弹跳式”飞行,每次飞行距离可达8千米。它将在不同地点取样,最终抵达“塞尔克”撞击坑,有证据显示这里曾有构成生命的基本元素——含碳、氢、氧和氮的有机物分子以及液态水等。

NASA说,“蜻蜓”号无人机探测器将是人类飞行器首次在其他天体上携带全部科学载荷进行多次、定点“弹跳式”取样。“蜻蜓”将在土卫六上寻找生命可能曾经存在的化学迹象,甚至寻找现在是否有生命存在的迹象。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2019-07-01 第2版 国际)
 
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