蜻蜓第一次展出时,人们爆发出欢呼声。
插图:我们回来了,我们在寻找生命的迹象。蜻蜓将在2034年到达土卫六。来源:美国航天局
美国宇航局正准备返回土卫六,土星的卫星。这一次,一个名叫蜻蜓的流浪者将带着它去泰坦。
在这个过程中,科学家们不仅要了解土卫六的地理、大气和天气,还要寻找生命的迹象,并试图更好地了解生命是如何在我们的星球上出现的。
美国宇航局的声明赢得了公众的支持,当然也有反对意见。与此同时,在美国华盛顿贝尔维尤参加天体生物学会议的——脓肿19的科学家们,在通过主办方匆忙安排的网络直播得知这一消息后,爆发出持久的掌声。
生物学家听到这个决定特别高兴,因为美国宇航局卡西尼号任务的结果表明,土卫六是一颗与早期地球非常相似的行星。从2004年到2017年,所谓的卡西尼任务是飞往土卫六126次。
泰坦给人的第一印象并不是所有的条件都适合居住。它的表面温度达到-179华氏度-如此之冷,以至于水凝结成像花岗岩一样坚硬的冰,充满湖泊和海洋的雨水是液态甲烷。
但是它有一个厚厚的大气层,阳光在其中产生化学反应和复杂的有机分子,然后它们扩散到土卫六的表面,“就像一场永无止境的小雪,”美国宇航局新前沿项目负责人Curt Niebur说。
香农·麦肯齐补充说:“土卫六的大气层产生了我们所知的太阳系中一些最复杂的有机物。香农·麦肯齐是马里兰州劳雷尔市约翰·霍普金斯大学应用物理研究所的行星科学家,他也是开发蜻蜓的成员之一。
"卡西尼号任务可以探测到土卫六高层大气中有哪些蛋白质大小的分子."
近年来,智利阿尔玛的地球射电天文学家已经能够探测到更多分子的迹象,包括丙烯腈。
美国宇航局位于马里兰州绿化带的戈达德航天中心的天体化学家马丁·科迪纳说,这一点非常重要,因为实验表明,如果将丙烯腈放入液态甲烷中,丙烯腈分子会像细胞膜一样结合在一起——这一过程可能代表着向原始细胞的创造迈出了一步。
土卫六似乎有一个地下海洋,这增加了它的神秘感。如果这些水与土卫六表面的复杂有机物混合,会出现更有趣的化学现象,这将增加土卫六可能有生命的可信度,这些生命可能仍然存在于地下水中。
出现这种现象的一种可能方式是:如果土卫六的外表面破裂,液态甲烷和其他溶解在液态甲烷中的原料会渗透到足够深的地方,到达坚硬的表面,然后到达土卫六由冰组成的基岩的这一区域。当这个区域受到足够的压力时,这些冰可以流动——就像冰川下的冰一样。
加州帕萨迪纳NASA喷气推进实验室的天体生物学家史蒂文·万斯表示,这种方法可能会将有机物保持在冰层底部,并以固体对流的形式进入海底海洋。他说,在这方面,高压冰本身可能会将液态水与有机物和温暖的生命混合在一起。
另一种将水与表面有机物混合的方法是创建一个火山湖,如果水通过破裂溢出到表面,或者如果有足以融化冰的冲击,该湖将在数万年后再次冻结。
为了探索尽可能多的可能性,蜻蜓将从登陆土卫六的长沙丘开始,其中大部分位于低纬度地区。
麦肯齐说,沙丘本身就很有趣,因为这些沙粒不是普通的沙粒。相反,它们是可能从很远的地方吹来的微有机物质——这意味着任何地方的沙子都可能来自许多来源。
为了找出这些沙粒的成分,蜻蜓将在沙子上钻孔,然后将其吸入质谱仪,质谱仪的气压系统被这次任务的首席研究员伊丽莎白·图雷称为真空吸尘器。
蜻蜓将使用伽马射线中子分光计仔细观察地表下,使用机载地震仪更深入地观察坚硬的地表。“如果海洋离地表足够近,能够与这些从大气中落下的复杂分子混合,蜻蜓就会让我们知道。”尼伯尔说。
但是最后,蜻蜓飞到了一个50公里长的撞击坑,叫做萨克陨石坑,在那里撞击产生的热量足以融化底部的冰,并混合水和有机物。
实验表明,当你把可能是土卫六表面化学物质的东西“倒入水中”时,它们会形成氨基酸——蛋白质的组成成分——“以小时为单位。”。因此,我们认为萨克火山口是一个值得参观的地方。
尼伯尔说,这一切意味着什么,从化学角度来看,土卫六与生命最初出现时的地球非常相似。我们不能回到早期地球,他说,“但我们可以去土卫六看看早期地球的真实样子。”
然而,到达土卫六需要时间。计划2026年发射蜻蜓,2034年才能着陆。
然而,蜻蜓被设计成一种耐用的机器,它利用放射性同位素衰变产生的热量来代替太阳能。它使用的能源与探索火星的好奇号相同。
它还携带电池来储存能量,用于高能量任务,例如飞往另一个着陆点。“当我们着陆时,我们可以充电,”海龟说。
为了进一步延长它的寿命,它有八个成对排列的转子,而不是四个。因此,如果一个坏了,另一个仍然可以使用。事实上,麦肯齐说,蜻蜓可以承受四个转子的损失,只要没有两个转子在同一对中。
海龟补充说,在土卫六上飞行比在地球上更容易,因为尽管土卫六的大气密度是地球的四倍,但它的重力是地球的七分之一。“如果你有翅膀,你将在泰坦上飞行,”她说。“这是最好的旅行方式。”
参考材料
1.WJ百科全书
2.天文术语
3.霍-理查德·洛维特
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