NASA宣布向土衛(wèi)六發(fā)送無人機(jī)

編譯 蔡立英

土星的第六顆衛(wèi)星泰坦（Titan）擁有油質(zhì)的黑色海洋、霧靄重重的金色大氣層和帶電的沙丘，是太陽系中最有魅力的天體之一。2019年6月27日，美國(guó)宇航局（NASA）批準(zhǔn)了一項(xiàng)激動(dòng)人心的新任務(wù)，將發(fā)射一架小型無人機(jī)到泰坦陌生的表面上空翱翔。

這架雙四旋翼無人機(jī)稱為“蜻蜓”，是美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（APL）的心血結(jié)晶。NASA在6月27日新聞發(fā)布會(huì)上公布的“蜻蜓”任務(wù)是在與“愷撒”任務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)中勝出的，“愷撒”任務(wù)全稱是“彗星天體生物學(xué)探測(cè)樣本返回”任務(wù)（Comet Astrobiology Exploration Sample Return，CAESAR），該任務(wù)計(jì)劃發(fā)送一艘航天器,從“67P/丘留莫夫—格拉西緬科”彗星帶回地表樣本。這兩個(gè)項(xiàng)目同屬于NASA的“新疆界計(jì)劃”（New Frontiers initiative），該計(jì)劃可以部署不超過10億美元但致力于解決高優(yōu)先級(jí)科學(xué)問題的項(xiàng)目。這兩個(gè)項(xiàng)目是從最初的12個(gè)備選方案中選出的。

盡管對(duì)愷撒項(xiàng)目及負(fù)責(zé)的康奈爾大學(xué)團(tuán)隊(duì)充滿敬意，但蜻蜓任務(wù)顯然是更好的選擇。近期，歐洲航天局（ESA）發(fā)射的“羅塞塔”（Rosetta）探測(cè)器剛訪問過“67P/丘留莫夫—格拉西緬科”彗星，所以我們對(duì)這顆彗星的印象仍然非常鮮活。再者，“星塵”（Stardust）探測(cè)器在2006年已設(shè)法將彗星樣本送回地球。盡管愷撒任務(wù)很有魅力，卻透著明顯的“老調(diào)重彈”的意味。同樣要打問號(hào)的是，對(duì)彗星進(jìn)行探測(cè)并取樣返回的任務(wù)，是否會(huì)像對(duì)土星衛(wèi)星進(jìn)行探測(cè)的任務(wù)那樣，引起公眾和科學(xué)界的關(guān)注。

事實(shí)上，泰坦的這一探測(cè)任務(wù)將讓我們大飽眼福。雙四旋翼的小型無人機(jī)將對(duì)泰坦的多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和觀察，將以鳥瞰的視角觀察這個(gè)令人難以置信的世界。探測(cè)器穿越這顆衛(wèi)星富含氮?dú)獾某砻艽髿鈱?，在幾天?nèi)的探測(cè)范圍將超過六輪漫游車數(shù)年的戰(zhàn)果。蜻蜓就像地球上的休閑無人機(jī)一樣，可以垂直起降。

泰坦的直徑是月球的兩倍，與地球非常相似又非常不同。它的特點(diǎn)是具有濃厚的大氣層（它實(shí)際上是太陽系中唯一具有大氣層的衛(wèi)星，而且比地球的大氣層更厚），地表有著以甲烷形式存在的穩(wěn)定液體，泰坦擁有巨大的海洋，有湖泊和河流、峽谷，還可能有液態(tài)水。它的表面易受強(qiáng)烈的沙塵暴和液態(tài)甲烷形成的暴雨的侵襲。在該任務(wù)的各種目標(biāo)中，蜻蜓將研究泰坦是否曾經(jīng)有能力孕育生命。

泰坦含有濃厚的富含碳的物質(zhì)，曾與液態(tài)水相互作用，這可能產(chǎn)生了與最終在地球上產(chǎn)生生命相同的原始生命起源前的化學(xué)過程，即前生命化學(xué)過程。為此，蜻蜓將配備質(zhì)譜儀、伽馬射線光譜儀、相機(jī)（能同時(shí)拍攝微觀和全景圖像）和其他儀器進(jìn)行生命起源研究。

在新聞發(fā)布會(huì)上，NASA科學(xué)家解釋說，蜻蜓任務(wù)的規(guī)劃者試圖讓探測(cè)器在一片沙丘附近著陸，并朝著一個(gè)大型隕石坑進(jìn)行一系列短途飛行，并補(bǔ)充說探測(cè)器必須承受低至-300華氏度的溫度。具體來說，探測(cè)器將探索塞爾克撞擊坑，它可能曾經(jīng)擁有液態(tài)水和復(fù)雜的有機(jī)物。

根據(jù)NASA的說法，蜻蜓一旦登陸泰坦，該任務(wù)預(yù)計(jì)將持續(xù)約2.5年，在此期間，探測(cè)器將進(jìn)行大約25次短途飛行，飛行總距離約為180公里。

NASA預(yù)計(jì)將在2026年發(fā)射蜻蜓無人機(jī)。不過，我們要等到2034年左右蜻蜓才能登陸泰坦。等待雖然漫長(zhǎng)，但是值得。這個(gè)探測(cè)器將返回地球的圖像和數(shù)據(jù)不同于我們以前所見。是的，ESA的“惠更斯”號(hào)探測(cè)器（Huygens mission）2005年對(duì)泰坦的探測(cè)任務(wù)很酷，它取得了一些很酷的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和圖像，但它根本無法與蜻蜓相提并論。

NASA“新疆界計(jì)劃”此前已實(shí)施的任務(wù)包括：訪問冥王星和MU69的“新視野”號(hào)探測(cè)器（New Horizons mission），正在繞木星探測(cè)的“朱諾”探測(cè)器（Juno mission），以及目前正在貝努小行星繞行的“奧西里斯-REx”（OSIRIS-REx）探測(cè)器。