NASA的“蜻蜓”号将寻找土卫六上的生命迹象

1. NASA的“蜻蜓”号将寻找土卫六上的生命迹象

 据外媒报道，土星最大卫星——土卫六泰坦（Titan）是太阳系中最引人入胜的地方之一，以至于美国宇航局（NASA）正计划在2030年代中期向那里派遣一架旋翼机。现在， 这个“蜻蜓”（Dragonfly）任务背后的科学团队已经概述了它的科学目标和目的，其中寻找生命迹象是重点。 
      土卫六与地球十分相似--它有厚厚的大气层，而且是我们所知的唯一一个有液态湖泊、海洋、雨水和河流的地方。关键的区别是，这些湖泊里装的不是水，而是液态甲烷和乙烷。因此，土卫六可能是奇怪的外星生命形式的家园，它们使用与地球人不同的生物过程。
   2019年，NASA选择了“蜻蜓”号任务来 探索 这个奇怪的世界。该任务将包括一架飞行器，就像目前与“毅力”号探测器一起 探索 火星的Ingenuity无人机的放大版。
   而现在，“蜻蜓”任务背后的科学团队已经概述了其目标和目的，其基本主题是生命--具体而言，土卫六是否真的、已经或可能以某种形式承载生命。科学家们已经检测到了一些可能的前生物化学的标志，例如有机化合物和分子，它们类似于那些被认为存在于早期地球上的物质。因此，该飞行器将通过研究土卫六全球甲烷循环、大气与地表物质的相互作用以及水可能与有机物混合的地方，来调查这些条件是否适合生命的发展。
      另一个关键是弄清楚这是否是 “我们所知的生命”--也就是说，它是否像我们一样以水为基础，或者它是否使用土卫六的湖泊和海洋中的液态碳氢化合物。重要的是，“蜻蜓”号将搜索可能表明过去或现在的两种生命的化学生物特征。
   该团队已经选择了一个着陆点，这将使他们能够进入可能拥有所有这些问题的答案的地方。“蜻蜓”号最初将在土卫六赤道附近的沙丘中降落，在那里它可以对有机沉积物进行采样，然后 探索 沙丘间区域，对水冰进行采样。该飞行器将在每个地点停留一段时间（约16个地球日），然后飞上天空，转移到一个新地点。最终，该飞行器将前往Selk陨石坑，这是一个直径约50英里的陨石坑，可能产生水与表面有机物混合的迹象。
      该研究的共同作者Alex Hayes说：“土卫六代表了一个 探索 者的乌托邦。我们对土卫六的科学问题非常广泛，因为我们对其表面实际发生的事情还不太了解。在卡西尼任务从土星轨道 探索 土卫六期间，我们每回答一个问题，就会获得10个新问题。”
   不过在可能得到答案之前，科学家们仍需等待一段时间。“蜻蜓”号将于2026年发射，直到2034年才会到达土卫六。
   这项研究发表在《行星科学》杂志上。

2. 绕土卫六飞行的蜻蜓号如何解决生命起源的问题？

美国宇航局（NASA）宣布，人类探索太阳系的下一个目的地是富含有机物的独特星球——土卫六（Titan）。为了更深入地理解有机物与生命的关系，“蜻蜓”号将进行多次飞行，对土卫六的周围环境进行取样和检查。

蜻蜓号将于2026年随航天器发射，2034年到达土卫六。这架旋翼飞行器将按照规划好的路线，飞往土卫六上几十个值得期待的地点，来寻找土卫六和地球上关于生物起源前的化学过程的共通之处。蜻蜓号将是NASA首次在卫星上发射的多旋翼科学飞行器，它有八个旋翼，飞起来就像一架大型无人机。由于土卫六表面大气层密度很厚，有地球的四倍，所以蜻蜓号将成为有史以来第一个可以将其整个科学有效载荷飞往目的地的飞行器，而且可以重复且有针对性地飞行。

土卫六与早期的地球很像，可以为地球的生命起源提供线索。蜻蜓号将利用至少2.7年的时间执行任务，来探索不同的环境。例如在有机沙丘和陨石坑底发现的液态水和复杂有机物质可以证明生命曾经存在，并且可能存在过上万年。研究员们还将研究土卫六的大气和表面特性以及它的地下海洋和液体储藏库。此外，该任务还将搜寻过去或现存生命的化学证据。
美国宇航局局长Jim Bridenstine说:“这次‘蜻蜓号’任务将使NASA再一次做到别人做不到的事。”“参观土卫六这个神秘的海洋星球可能会彻底改变我们对宇宙生命的认识。就在几年前，这种前沿任务还是无法想象的，但现在我们已经为蜻蜓号的惊艳飞行做好了准备。”

蜻蜓号参考了卡西尼号13年的数据，将选择相对平静的天气在一个安全的地点着陆，并将完成许多有趣的科学目标。它将首先在赤道附近的香格里拉沙丘地带着陆，那里的地形与非洲南部纳米比亚的线性沙丘相似，并且有多样化的采样地点。蜻蜓号将在飞行过程中对这一区域进行短时间内的探索，并进行一系列长达5英里(8公里)的跳跃式飞行，途中还会停下来从不同地区的标志性位置采取样本。它最终将到达塞尔克陨石坑，那里有曾经存在过液态水、有机化合物（与氢、氧和氮结合的复杂含碳化合物分子）、以及能量的证据，这些要素则是生命诞生的独特配方。蜻蜓号最终将飞行超过108英里(175公里)，几乎是迄今为止所有火星探测器飞行距离总和的两倍。

3. “胸怀大志”，“蜻蜓”号将造访土卫六

　　在太阳系众多的卫星中，土卫六最为突出——它是唯一一颗表面有丰富大气和液体的卫星。它甚至有一个类似地球的天气系统，尽管它下的“雨”是甲烷而非水。它可能也存在某种生命吗？ 
  
  　　美国航天局的“蜻蜓”号任务将在21世纪30年代中期向土卫六表面发射一个旋翼飞行器可重新定位着陆器，这将是首次 探索 土卫六表面的任务，它“胸怀大志”，有着宏伟的目标。 
  
  　　近日，“蜻蜓”号科学团队在《行星科学杂志》上发表的一篇论文指出，其目标包括寻找化学生物特征；研究卫星活跃的甲烷循环； 探索 土卫六大气层和表面生物起源前的化学过程。 
  
  　　“土卫六代表着探险家的乌托邦。”该研究的共同作者、位于麻萨诸塞州的美国艺术与科学学院的天文学副教授Alex Hayes说，“我们对土卫六的科学问题非常广泛，因为我们还不知道土卫六表面到底发生了什么。在卡西尼号从土星轨道 探索 土卫六期间，我们回答了很多问题，但又得到了10个新问题。” 
  
  　　论文第一兼通讯作者、“蜻蜓”号副首席研究员、爱达荷大学物理学教授Jason Barnes表示，尽管卡西尼号已经绕土星运行了13年，但土卫六上厚厚的甲烷大气层使科学家无法可靠地识别其表面的物质。虽然卡西尼号的雷达使科学家能够穿透大气层，识别出其类似地球的地表形态结构，包括沙丘、湖泊和山脉，但数据无法揭示它们的组成。 
  
  　　“事实上，在卡西尼号发射的时候，我们甚至不知道土卫六的表面是甲烷和乙烷组成的液态海洋，还是水冰和固体有机物组成的固体表面。”Barnes说。 
  
  　　“惠更斯”号探测器于2005年登陆土卫六，其设计初衷是漂浮在甲烷/乙烷海洋中，或降落在坚硬的表面上。它的科学实验主要是在大气中进行的，因为科学家不确定它能否在着陆后存活下来。“蜻蜓”号将是第一个 探索 土卫六表面的任务，将确定其富含有机物的表面的详细组成。 
  
  　　“让我兴奋的是，我们已经预测了土卫六表面的局部情况，以及土卫六作为一个系统是如何工作的，而‘蜻蜓’的图像和测量将告诉我们它们是对还是错。”Hayes说，他几乎整个职业生涯都在为土卫六工作，他特别渴望回答卡西尼号提出的一些问题：行星表面过程和表面-大气相互作用。 
  
  　　“我的主要科学兴趣是了解土卫六是一个复杂的类地世界，并试图了解推动其进化的过程。”他说，“这涉及方方面面，从甲烷循环与地表和大气的相互作用，到物质在地表的路径，以及与内部的潜在交换。” 
  
  　　同时担任康奈尔大学天体物理和行星科学中心主任的Hayes还将在另一个重要领域贡献专业知识：火星探测器任务的操作经验。康奈尔大学的天文学家目前参与了火星科学实验室和火星2020任务，并领导了火星 探索 漫游者任务。Hayes说，从火星漫游者（如“机遇”号、“好奇”号等）身上学到的教训正在被转移到土卫六上。 
  
  　　“‘蜻蜓’号任务受益于康奈尔大学在漫游者方面的操作和在卡西尼号科学研究方面的丰富 历史 ，并代表了两者的交集。”Hayes说，“它通过一艘可移动的飞船 探索 土卫六，将这两件事结合在一起。” 
  
  　　“蜻蜓”将在一个地点度过一个完整的土卫六日（相当于16个地球日），进行科学实验和观察，然后飞往一个新的地点。“科考队需要根据之前地点的经验来决定探测器下一步要做什么，这正是火星漫游者几十年来一直在做的事情。”Hayes说。 
  
  　　土卫六的重力更小（约是地球的1/7），大气层很厚（密度是地球的4倍），这使它成为空中飞行器的理想场所。它相对安静的大气层，比地球的风更轻，这让它变得更好。虽然科考队预计“蜻蜓”号飞行期间不会下雨，但Hayes指出，目前还没有人真正知道土卫六上的局部天气模式。 
  
  　　该小组论文中提出的许多科学问题都涉及到生物前化学，这是Hayes非常感兴趣的一个领域。许多在早期地球上形成的生命前化学化合物也在土卫六的大气中形成，他很想知道土卫六在生命前化学方面到底走了多远。土卫六的大气层可能与早期地球上的情况很相似。 
  
  　　“蜻蜓”号对化学生物特征的研究也将是广泛的。除了总体上检查土卫六的可居住性，他们还将调查过去或现在潜在的化学生物特征，从水生生物到可能使用液态碳氢化合物作为溶剂的生物，比如土卫六的湖泊、海洋或含水层。 
  
  　　相关论文信息： 
  
  　　https://doi.org/10.3847/PSJ/abfdcf

4. NASA将在2026年发射“蜻蜓”探测器，寻找土卫六上的生命起源

美国宇航局宣布，他们在太阳系的下一个目的就是土卫六泰坦。为了推进对生命构成要素的 探索 ，“蜻蜓”号将进行多次飞行，对土卫六的多个地点进行取样和检查。
  
 “蜻蜓号”将于2026年发射经过大约八年的飞行，在2034年到达土卫六。这架旋翼飞行器将飞往土卫六上几十个有希望的地点，寻找类似于地球上常见的生物起源前的化学过程。蜻蜓号标志着美国宇航局将首次在另一颗卫星上发射多旋翼科学飞行，它有八个旋翼，像一架大型无人机一样飞行。土卫六是太阳系内唯一拥有浓厚大气层的卫星，蜻蜓号将利用其浓密的大气层，成为有史以来第一个将其整个科学有效载荷运往新地方的运载工具，以便可重复和有针对性地获取土卫六表面的素材。
  
 
  
 土卫六现在的环境非常类似于早期地球，它可以为我们星球上生命的起源提供线索。在为期2.7年的任务中，蜻蜓号将 探索 不同的环境，从有机沙丘到陨石坑的底部。在那里液态水和复杂的有机物质曾经是生命存在的关键，它们可能一起存在了数万年。
  
 蜻蜓号探测器将利用卡西尼号13年的数据，它将会选择一个平静的天气时期着陆，以及一个安全的初始着陆点。蜻蜓号将首先在赤道附近的“香格里拉”沙丘地带着陆，这些沙丘在陆地上类似于非洲南部纳米比亚的线性沙丘，这提供了一个多样化的采样地点。蜻蜓号将在短时间内 探索 这一地区，并进行一系列长达8公里的“跨越式”飞行，中途还会从具有不同地理位置的引人注目的地区采集样本。它最终将到达塞尔克陨石坑，那里有过去“液态水、有机物(含有碳、氢、氧和氮的复杂分子)和能量”的证据，这些几乎就是生命的全部组成部分。着陆器最终将飞行超过175公里，这个距离几乎是迄今为止所有火星车运动距离的两倍。
  
 
  
 泰坦和地球一样，也有以氮为基础的大气层，与地球不同的是泰坦有云和甲烷雨。其他有机物在大气中形成，像小雪一样落下。泰坦的体积比水星还大，是太阳系中第二大卫星。当它环绕土星运行时，它离太阳大约14亿公里，比地球远10倍。由于它离太阳太远，它的表面温度在-179摄氏度左右，它的表面压力也比地球高50%。
  
 
  
 太阳系内土卫六和木卫二都是令人着迷的卫星，如果说太阳系内存在地外生命，最大的可能性就是在这两颗卫星之上。