今天又要给大家播报最新太空探索新闻了,自从开了太阳系新知这个节目后,我这个频道快成了宇宙探索频道了。希望今天的新闻又能给你带来追美剧的感觉。
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2019 年 6 月 27 日,NASA 宣布从“新疆域”项目中挑选了一个名为“蜻蜓号”的新任务。他们计划于 2026 年发射,在 2034 年把蜻蜓号飞行探测器送上泰坦星的上空。
图:蜻蜓号在泰坦着陆的示意图(信源:NASA)
关于惠更斯号 2005 年着陆泰坦星的故事我已经在太阳系新知的第六集“卡西尼号的远征”中有过详细的讲述,这里不再重复了。下面我说的内容主要来自于《科学美国人》6 月 27 日的一篇文章:
从古至今,泰坦的世界一直是有机化学的混合,满是复杂分子的混合物,这些分子至少有可能是真正的外星生命体的前身,当然这种外星生命对于现在的我们是未知的。我们不确定等待着我们的将是什么,但这并没有让那些急切的天体生物学家们停下猜想。蜻蜓号的首席研究员伊丽莎白·特特尔(Elizabeth Turtle)是约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的行星科学家。她表示:
这项非常规的对外太阳系的探索任务利用了现代无人机技术。取名蜻蜓是因为这种敏捷的飞行昆虫可以翱翔,盘旋并进行定点的着陆。这枚探测器将是无人机和着陆器一体,目的是利用泰坦的引力场和空气动力学来最大化实现它的探索能力。出于各种考虑,蜻蜓号上的仪器与好奇号火星探测器上的仪器有着相似之处。然而,按照计划,蜻蜓号将具备找到能证明生命存在的直接化学证据的能力,这种证据也被称生物印记。无论这种生命是基于水和碳,还是基于更奇特的化学物质,蜻蜓号都能将其发掘出来。
和好奇号一样,蜻蜓号将采用核能供电,它的电源是一台放射性同位素衰变发电机。在土星那么远的距离上,太阳的光线太微弱了,无人机无法靠太阳光线获得可靠的动力。即使太阳光线足够强大,泰坦的大气层也太厚了,无法让足够的光线穿过。
为了这项雄心勃勃的计划,科学家们计划在实验室中重建部分的泰坦星环境。考虑到泰坦地表极冷,冰冷地壳下面的咸海上又有着巨大的压力,这个方法极具挑战性。在伊利诺伊大学芝加哥分校,生物化学家科尼格已经能够在一系列乒乓球大小的孵化室中复制泰坦海洋的压力和温度。
每个孵化室都将播种能在高压陆地环境中茁壮成长的微生物。该团队计划将这些生物的后代逐渐暴露在更高的压力和更低的温度下,以此测试生物进化和适应的能力。最终,研究人员希望产生可以模仿泰坦地下水域中任何生命体的微生物群。最后一步是将所有有活力的生物置于泰坦更严酷的条件之下,以此测试它们繁殖和生长的能力。
你能理解为什么科学家们要这么干吗?假如这项实验成功了,那么蜻蜓号就有了明确的搜寻目标——这种微生物可能会生成的分子类型。
科尼格的泰坦实验室并不是唯一一个试图模拟数十亿年生物进化的团队, NASA 的喷气推进实验室和约翰霍普金斯大学应用物理实验室都有着类似的研究。现在有了蜻蜓号,类似的实验不可避免地会出现更多。每个实验室的设计和方法都不同,但它们都试图解答同一个基本问题:泰坦上的生命会是什么样的?
特特尔说:“泰坦上发生的过程在实验室里进行,耗费的时间就太长了。”这就是为什么,尽管看起来遥不可及,但是“简单粗暴地”往太阳系中发射一架核动力无人机,让它飞行 10 亿公里,直接进行调查,也许更为可行。
从技术上讲,蜻蜓号将是一个双四轴飞行器,或者是一架八轴飞行器,拥有两组四个转子,可以将它送达泰坦上的各种地质区域 。当然,任务的具体飞行计划目前只是初步有了个轮廓。蜻蜓号配备了一套用于检测复杂有机物和生物印记的科学仪器,这套仪器还将具有测量泰坦表面下地震活动的能力,为探索泰坦隐藏着的液体海洋打开了一个窗口。
任何可能存在于泰坦上的生命,它们的生存方式都应该和那些在地球上最极端但可存活的环境中生存的生物一样,他们会去寻找维系自身生长和繁殖的能源。换句话说,蜻蜓号要找到能够给生命提供能量的物质。这是蜻蜓号运作的假设前提。特特尔说:“我们这个宜居的世界有许多不同的环境可以支持生命,所以能够更宽泛地看待这一点非常重要。”
在蜻蜓号为期两年的任务计划中,它可以穿越相当于整个加州的长度,暂停在这里,悬停在那里,盘旋在诱人的目标上,每 16 个地球日(也就是一个泰坦日)就会移动到另一个遥远的地点,与此同时不停地收集数据。
几十年来,我们在实验室中,在地球上一些最古老的岩石中找寻着生命起源的答案。但也许,只是也许,我们现在开始认真严谨采取的是一种更好的方式:飞往外太阳系,那里有一个原始的数十亿年前的实验室等待着我们。特特尔说:“这个地方,完全陌生,却又万般熟悉,因为这些组成生命所需的材料与我们在地球上熟悉的材料完全不同,但经历的过程却是相同的。”
蜻蜓号的任务就像乘上了一台时间机器,目的地是遥远的过去,目的则是为了寻找我们自己的起点。它提供了一个机会,我们能超越自己对地球上地质的理解,寻找宇宙中生物学的基础:
什么是生命?它是如何开始的?如果其他世界有生命,这个生命会是什么样子?我们现在距离回答这些问题又迈进了一小步,蜻蜓号任务也为即将到来的跨时代的飞跃开辟了道路。
15 年后我还不到 60 岁,我相信我还能写得动文章,咱们这就约好了,15 年后你还来听我给你讲蜻蜓号的重大发现,如何?同意的请留言。
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