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特别的方案——新疆界

余音绕梁,充溢或许的土卫六泰坦

美国宇航局宣告了一项新的太空探究方案。Dragonfly无人机将前往土星的卫星土卫六研讨它外表的地质状况和土卫六的大气条件等等,Dragonfly无人机还需求寻觅曩昔微生物或许存在的依据。

土卫六泰坦在土星光环后,经典地理美图

Dragonfly无人机将于2026年发射,并于2034年抵达土卫六泰坦。它是一架大型无人驾驶机,巨细差不多和火星勘探器相同大,使命开始时它将飞往多个地址。在不同区域,它的科学仪器将别离剖析外表成分、大气特性以及地下海洋和湖泊,以寻觅现在或许悠远曩昔生命的化学依据,并确认生物前化学的演化有多杂乱。其实勘探器此去寻觅土卫六的生命也是想借此项研讨探究地球生命来历。

2013年10月7日,美国宇航局卡西尼号飞船拍照的土卫六泰坦高清图画,透过橙色大气,深色斑驳便是土卫六碳氢化合物组成的湖泊,拍照时刻隔土卫六153万千米

土卫六距太阳约为14亿千米,间隔咱们大约有12亿千米,平均温度为-179摄氏度,地表压力比地球高50%。土卫六距土星约120万千米,太阳宣告的光大约需求80分钟才干抵达土卫六。

泰坦湖泊上若有若无的漂浮物,科学家现在还不知道这是什么物质,可是估测或许是一种碳氢化合物的产品,未来,还需求Dragonfly为咱们解开

土卫六富含构成生命柱石的有机化合物,许多科学家以为土卫六和前期地球环境与化学性质十分相似。土卫六的大气主要由氮组成,和地球上的氮组成成分是相同的。土卫六时不时会下一些甲烷雨,这些甲烷雨也是从云中落下的和地球上的雨相同,只不过土卫六下的是甲烷雨。土卫六上的气候构成了外表的这些特征,比方由有机物质组成的沙丘,还有甲烷河流等等。土卫六还有一种和地球相似的气候,一些有机物在云层中发生,并像雪相同落到外表,这便是土卫六的雪。

这张图片为咱们展现了土卫六有机物怎么循环进入湖泊,又怎么循环进入大气,其实和地球有些相似,只不过少了一些进程

在这儿咱们侧重说一下土卫六一个名叫Ligeia Mare的湖泊,雷达数据为咱们展现了Ligeia Mare湖的深度和体积。由于雷达能够穿透液体外表,直达湖底,抵达了Ligeia的底部后数据显现,Ligeia Mare最大深度约170米,与密西根湖相同。卡西尼号还丈量了Ligeia Mare的外表积,科学家能够计算出它的体积大约是密西根湖的两倍。

Ligeia Mare湖,泰坦的第二大湖泊,这是在2006年2月至2007年4月卡西尼号运用合成孔径雷达拍照到的假彩色图画,液体为深色,固态外表为淡色黄色

除了雨雪和湖泊之外,卡西尼号视觉和红外映射光谱仪VIMS还发现了土卫六一个名为Hotei Regio的区域,VIMS不同的红外特征标明这儿存在氨气霜冻现象,长期观测后发现,这些霜随后消散了。尽管氨不会长期露出,但观测数据显现,它存在于土卫六的外表,标明土卫六有一种将氨水输送到外表的特别地质进程,这个特别循环进程一直在发挥着效果。

土卫六外表幻想图(烘托图)

土卫六有许多合适条件,所以这儿很或许合适微生物生计。无论是湖泊,雨雪仍是外表杂乱的有机分子,都是由土卫六气候和外表循环进程、水和能量构成的,所有这些都使土卫六成为一个完美的试验室,为科学家供给关于地球上生命来历的重要见地。

特别的外星飞翔器——Dragonfly无人机

美国宇航局新领域方案包含四个根本方案,新领域方案,朱诺号木星探究,奥西里斯雷克斯小行星探究方案以及今日的主讲:新疆界方案

在New Frontiers新疆界方案2.7年使命期间(预估使命时刻,应该要比这个长),Dragonfly将拜访土卫六上最有或许有生命遗址的当地,运用土卫六的厚厚的大气层从一个地址飞到另一个地址。由8个特别旋转驱动设备组成的Dragonfly无人机将成为第一个拜访和研讨土卫六的无人机。

美国宇航局新疆界方案中的无人机

“泰坦不像太阳系中的任何其他当地,Dragonfly也和火星无人机不相同,想到这架旋转飞翔器将在土星最大的卫星的有机沙丘上飞翔数千米,探究构成这一不寻常环境,这个进程是很了不得的。Dragonfly将观赏一个充溢各种有机化合物的国际,这些有机化合物是生命的柱石,它也许能够告知咱们地球生命的来历。”美国宇航局科学副局长托马斯·祖尔布侧重说。

Dragonfly蜻蜓无人机着陆土卫六与起飞烘托图

使命科学家运用了美国宇航局搜集的数据,卡西尼号土星勘探器对土星及其卫星进行了13年的研讨,所以Dragonfly无人机挑选一个安全的着陆地址尤为重要,这个地址一定是一个需求侧重研讨的且具有科学含义,地质区域的挑选还需求检查一下气候,挑选一个气候较为安静的区域。

蜻蜓无人机将在土卫六不同地址勘探,不断飞翔

现在Dragonfly无人机拟定方案将下降在泰坦赤道邻近的一个区域,那里有相似于非洲南部纳米比亚的沙丘地。刚开始拜访的当地是这儿,过一段时刻,查询规模就会扩大到周边4千米规模内。现在的方案要求Dragonfly无人机在使命期间至少飞翔175千米,只在土卫六外表飞翔,和卡西尼号太空勘探是不相同的。

土卫六塞尔克陨石坑

Dragonfly终究目的地是土卫六的塞尔克陨石坑,有观测的直接依据标明这儿从前充溢了水和杂乱的有机化合物,包含氢、氧、碳和氮等。Dragonfly无人机有8个特别旋转驱动设备,所以能够很便利的在土卫六飞翔,Dragonfly无人机也能够笔直起飞和着陆。别的,Dragonfly无人机主动导航和风险预警技能也有必要经过完全的测验和完善,这需求在地球上模仿土卫六外表状况进行测验。

Dragonfly无人机

Dragonfly是一种自主无人机,重约450千克,强壮的信号承受设备能够让Dragonfly无人机在12亿千米外长途操控,不过就和太阳光相同,信号需求80多分钟才干被接纳到。一般状况都是设定好的程序,遇到紧急状况才需求地球使命团队长途操控。那么说完了程序和预警,咱们来看看Dragonfly动力来历吧,Dragonfly无人机由一种多功能放射性同位素热电发电机MMRTG供给动力,最低寿数将到达两年半左右,其实这个动力源和猎奇号火星勘探器是相同的。

Dragonfly无人机着陆设备与无人机旋翼驱动设备

除此之外Dragonfly无人机上有许多的摄像头,包含几个高分辨率摄像机,还有两个设备在用于接纳指令和传输数据的高增益天线集成相机。天线的规划是为了能够接纳地球的指令,这意味着咱们能够在高增益天线上运用这些摄像头,在不同的着陆场拍照着陆器周围地势的全景图,阅读一下土卫六泰坦风景美景,这便是真实的不相同的国际。

蜻蜓无人机预备从下降设备脱离

此外,Dragonfly无人机还将运用遥感观测来描绘着陆地址的地质特征,除了供给样本周围的状况外,Dragonfly无人机还将答应进行地震研讨,以确认土卫六的结构和地下活动。Dragonfly还将运用气象学、传感器和遥感仪器来搜集关于土卫六大气和地表状况的信息,并紧缩数据发回地球。说不定到时分咱们还能每天看到土卫六的气候,就和现在的火星相同。

蜻蜓无人机的光学地势双导航体系

看到这儿咱们能够总的归纳一下Dragonfly无人机的科学仪器有那些了,首要包含用于研讨地上和大气成分的质谱仪,还有丈量地下成分的伽马射线光谱仪(这个设备现在处于待定状况,伽马射线光谱仪选用什么强度的现在还不决,不过这个设备是寻觅内部海洋依据的重要科学载荷),还有用于丈量风、气压、温度和地震活动的气象学和地球物理传感器,还有一些拍照地表相片的相机。

蜻蜓无人机的样品保存体系(上)和取样剖析体系(下)

“Dragonfly无人机观赏这个奥秘的国际将完全改变咱们对国际中生命的了解,在几年前,这一前沿使命也是不行幻想的,但咱们现在现已预备好让Dragonfly起飞了。”美国宇航局局长吉姆·布里登斯丁说。

土卫六泰坦的橙色大气

方才咱们提到Dragonfly的悉数使命将持续两年半,由于土卫六的轨迹运动十分缓慢,在土卫六上整整一天的时刻大约是16天。所以Dragonfly无人机将在地球时8天左右时刻进行飞翔、沟通和履行科学使命,8天地球时关机,也便是白日履行科学使命,晚上停止进入待机状况或许关机。

土卫六泰坦的太空线

像New Frontiers方案这样的样本试验不能拿回地球试验室进行,主要是所触及的时刻尺度太大了,并且长途运输土卫六的样本也会呈现一些不行知问题,因而,在履行科学使命的时分,Dragonfly无人机具有和猎奇号火星勘探器相同的试验室设备,能够直接微量勘探泰坦地质状况。

跟从动图,走进土卫六泰坦

极端特别的星球——土卫六,泰坦

其实要说太阳系中有许多卫星或许行星都有或许有生命,可是土卫六十分特别。首要土卫六比月球和水星都大,在咱们的太阳系里,卫星能有这个巨细是绝无仅有的。一起土卫六也是仅有一颗具有稠密大气和甲烷河流的卫星,这使它外观呈现出一种含糊的橙色,其实这便是土卫六的大气。

土卫六大气以及其外表直视图

提到土卫六的特别性,就有必要提到一种杂乱的有机分子——乙烯基氰化物。乙烯基氰化物是一种杂乱的有机分子,能够构成球体细胞的细胞膜,尽管它听起来对人类有剧毒,但这种化学物质在土卫六十分遍及,那里有很多的化学物质,这一观测成果是经过智利的一组射电望远镜,也便是阿塔卡马大毫米波阵列ALMA的数据检测到的。

土卫六卡西尼勘探器原图

土卫六地质外表上的这些甲烷湖泊能够协助乙烯基氰化物分子衔接在一起并构成相似的特别环境,协助原始细胞构成,这与现在科学家估测的地球上生命来历的根底简直没有什么不同。别的计算机模仿成果显现,几百万年之后,泰坦或许孕育原始生命。ALMA数据证明了曾经的研讨和模仿,其实早在2013年,康奈尔大学经过ALMA数据就预言了乙烯基氰化物或许在土卫六上存在。

2005年1月14日,欧洲宇航局惠更斯号拍照到的土卫六表层图画

地理学家和行星学家以为土卫六也或许具有一个地下液态海洋,木星的卫星之一欧罗巴和土星的另一个卫星土卫二,它们都有或许具有地下海洋。在本年早些时分,美国宇航局经过查询数据还宣告欧罗巴和土卫二的海洋具有咱们所知道的生命所必需的大部分物质。

土卫六结构图,包含地下冰层,液态海洋,上层大气,固态外表等等

这两颗卫星土卫六与之比较,科学研讨价值怎么样呢?首要,土卫六比欧罗巴和土卫二还要大,第二由于土卫六具有稠密的大气,而欧罗巴和土卫二都没有,考虑到土卫六外表杂乱的化学成分,能够肯定地说,土卫六对科学家的吸引力是史无前例的。

未来,太阳系还有更多星球等候咱们探究,寻觅,仍在持续……

探究不止,行进不止,新领域,新疆界

咱们的太阳系国际有越来越多依据标明,地下海洋或许存在微生物生命。除了土卫六之外,还包含谷神星,木星的卫星欧罗巴、木卫二和卡利斯托,土星的卫星土卫二;海王星的卫星崔顿和冥王星,它们都有不同程度的地下海洋。

未来,咱们能够走的更远,探究更远的生命,寻找生命的来历

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