NASA宣布向土衛六發送無人機

編譯 蔡立英

土星的第六顆衛星泰坦（Titan）擁有油質的黑色海洋、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，美國宇航局（NASA）批準了一項激動人心的新任務，將發射一架小型無人機到泰坦陌生的表面上空翱翔。

這架雙四旋翼無人機稱為“蜻蜓”，是美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）的心血結晶。NASA在6月27日新聞發布會上公布的“蜻蜓”任務是在與“愷撒”任務的競爭中勝出的，“愷撒”任務全稱是“彗星天體生物學探測樣本返回”任務（Comet Astrobiology Exploration Sample Return，CAESAR），該任務計劃發送一艘航天器,從“67P/丘留莫夫—格拉西緬科”彗星帶回地表樣本。這兩個項目同屬于NASA的“新疆界計劃”（New Frontiers initiative），該計劃可以部署不超過10億美元但致力于解決高優先級科學問題的項目。這兩個項目是從最初的12個備選方案中選出的。

盡管對愷撒項目及負責的康奈爾大學團隊充滿敬意，但蜻蜓任務顯然是更好的選擇。近期，歐洲航天局（ESA）發射的“羅塞塔”（Rosetta）探測器剛訪問過“67P/丘留莫夫—格拉西緬科”彗星，所以我們對這顆彗星的印象仍然非常鮮活。再者，“星塵”（Stardust）探測器在2006年已設法將彗星樣本送回地球。盡管愷撒任務很有魅力，卻透著明顯的“老調重彈”的意味。同樣要打問號的是，對彗星進行探測并取樣返回的任務，是否會像對土星衛星進行探測的任務那樣，引起公眾和科學界的關注。

事實上，泰坦的這一探測任務將讓我們大飽眼福。雙四旋翼的小型無人機將對泰坦的多個地點進行測量和觀察，將以鳥瞰的視角觀察這個令人難以置信的世界。探測器穿越這顆衛星富含氮氣的稠密大氣層，在幾天內的探測范圍將超過六輪漫游車數年的戰果。蜻蜓就像地球上的休閑無人機一樣，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。它的特點是具有濃厚的大氣層（它實際上是太陽系中唯一具有大氣層的衛星，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，還可能有液態水。它的表面易受強烈的沙塵暴和液態甲烷形成的暴雨的侵襲。在該任務的各種目標中，蜻蜓將研究泰坦是否曾經有能力孕育生命。

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

在新聞發布會上，NASA科學家解釋說，蜻蜓任務的規劃者試圖讓探測器在一片沙丘附近著陸，并朝著一個大型隕石坑進行一系列短途飛行，并補充說探測器必須承受低至-300華氏度的溫度。具體來說，探測器將探索塞爾克撞擊坑，它可能曾經擁有液態水和復雜的有機物。

根據NASA的說法，蜻蜓一旦登陸泰坦，該任務預計將持續約2.5年，在此期間，探測器將進行大約25次短途飛行，飛行總距離約為180公里。

NASA預計將在2026年發射蜻蜓無人機。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，但是值得。這個探測器將返回地球的圖像和數據不同于我們以前所見。是的，ESA的“惠更斯”號探測器（Huygens mission）2005年對泰坦的探測任務很酷，它取得了一些很酷的科學發現和圖像，但它根本無法與蜻蜓相提并論。

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