根據一項新的任務提案，一種可移動的著陸器可以探索土星令人著迷的衛星泰坦的朦朧天空。當這架八葉旋翼機飛越這顆衛星時，它可以調查土星衛星上一些最有希望的潛在宜居地點，那裡的甲烷和乙烷從天而降，並像河流和湖泊一樣流動。
這個名為“蜻蜓”的著陸器大小的儀器將利用泰坦的低重力和稠密大氣層，在幾年內訪問多個地點，從一個有希望的地點移動到下一個地點，並在短暫的飛行之間充電。
該專案的首席研究員伊麗莎白·特托爾告訴Space.com說：“這是一個非常值得原位探索的地方，而且它為我們提供了探索它的方法。”特托爾是馬里蘭州約翰霍普金斯應用研究實驗室的行星科學家，她領導的團隊正在提議對泰坦進行深入探索，作為NASA新前沿任務計劃的一部分，該計劃通常為探索太陽系的中型任務提供資金。她上個月在德克薩斯州伍德蘭茲舉行的月球和行星科學會議上介紹了“蜻蜓”的概念。[泰坦的驚人照片：土星最大的衛星]
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在泰坦上，流動的甲烷和乙烷河流和海洋為探索可能導致生命出現的化學物質提供了獨特的機會。但是，正是稠密的大氣層使這項任務成為可能。
特托爾說：“大氣層給了我們在泰坦上旅行的能力。”
“等待著我們”
當NASA和歐洲航天局之間的聯合倡議卡西尼-惠更斯號任務於2004年抵達泰坦時，它發現了一個甲烷降落到富含有機物的湖泊和海洋表面的世界。它將惠更斯號探測器投放到泰坦表面，讓人瞥見了雲層下的一些化學物質。在過去的十年裡，軌道飛行器揭示了更多關於泰坦表面的細節，包括各種可能具有與地球相似的化學演化的環境，特托爾說。
特托爾說：“我們正在研究的那種益生元化學，是我們在實驗室裡無法完成的事情——時間尺度太長，無法在實驗室裡進行這些實驗——但泰坦一直在進行這些實驗。”
她補充說：“結果就放在表面上。如果我們能到達泰坦表面的這些不同地點，我們就可以獲取實驗的結果。它們只是在等待著我們。”
當涉及到探索火星上的各個地點時，這意味著要使用漫遊車。每個落在有希望的地點的漫遊車在其一生中都可以跋涉數十英里。截至2017年4月，NASA的機遇號漫遊車總共行駛了超過27英里（43公里），好奇號行駛了近10英里（16公里）。
但是，特托爾不想派遣多個漫遊車去探索泰坦，而是想利用該衛星稠密的大氣層更有效地旅行。泰坦的大氣層密度約為地球的四倍，而其重力約為地球的十分之一。
特托爾說：“在泰坦上，比空氣重的飛行要容易得多。這意味著我們可以攜帶一個功能強大的著陸器，在一次飛行中移動數十公里，並在任務期間移動數百公里。”
過去，泰坦的任務提案包括利用稠密大氣層旅行的氣球和飛艇。但是特托爾說，這些任務需要這些飛行器不斷在空中飛行，這消耗了大量的能量。它們也只提供了對錶面粗略的探索。
相反，“蜻蜓”將使用位於其四個角落的兩個旋翼從該衛星的一個區域飛到下一個區域，然後在著陸時使用它隨身攜帶的多工放射性同位素熱電發生器（MMRTG）充電，該發生器將衰變的鈽-238的熱量轉化為電能。這意味著“蜻蜓”可能會在泰坦上飛行數年，甚至數十年，特托爾說。與此同時，稠密的大氣層會阻擋有害的輻射，為長期任務提供一個受歡迎的環境，她補充說。
如果NASA選擇了“蜻蜓”，該航天器將在2020年代中期準備發射，並應在2030年代抵達，特托爾說。卡西尼的資料將提供潛在的著陸點，但是一旦“蜻蜓”到達，它將能夠偵察這些著陸點，並使用火星漫遊車用來安全著陸的同類型程式，來決定哪個是最佳的著陸地點。著陸後，四旋翼飛行器可以發射並繪製幾個潛在的地點，然後返回其原始地點繼續調查，同時科學家決定它應該去哪裡。[人類如何在土星衛星泰坦上生活（資訊圖）]
特托爾說，“蜻蜓”擅長的任務不僅僅是飛行：鑽頭和取樣系統將使其能夠近距離檢查表面，而光譜儀將使其能夠研究較大區域的表面成分。氣象學和遙感將有助於描述泰坦的大氣和天氣，在那裡，甲烷迴圈取代了地球的水迴圈，她補充說。
該航天器的移動能力將有助於它將地球保持在其視線範圍內，因為它將直接與地球通訊。“蜻蜓”將在泰坦的北半球冬季到達，因此它將從南半球開始，因為地球不會在北方的天空中出現，特托爾說。但是，隨著季節的變化，四旋翼飛行器也可以移動，當我們的星球再次升起時，它會向北移動。
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隨著甲烷和乙烷像雨滴一樣從天而降，泰坦的補水迴圈既與地球相似，又與地球不同。這顆衛星覆蓋著有機物質，使其成為一種不同生命形式進化潛在家園。這只是許多科學家渴望訪問土星衛星的原因之一。[泰坦上的生命？土星寒冷的衛星讓科學家著迷（影片）]
特托爾說：“泰坦是進行益生元化學的理想目的地。它在整個表面都擁有極其豐富的有機物質。”
延伸數千公里的橫跨泰坦赤道的有機物質巨大沙丘是一個潛在的有趣目標。儘管科學家們不確定這些沙丘是如何形成的，但它們可能代表了特托爾所說的來自整個表面的“雜物袋”。
撞擊隕石坑提供了另一個有趣的探索區域。特托爾說，撞擊應該會融化地殼中的冰，從而使液態水與有機物長期密切接觸。
她補充說：“我們可以開始研究有機化學的進展情況。”
一路上，“蜻蜓”可以尋找這個富含甲烷的世界中非常基本的生命跡象。
特托爾說：“如果我們使用儀器來測量化學物質的細節，我們也可以尋找生物特徵，因為測量是相同的。”
NASA的新前沿任務耗資10億美元，正在探索宇宙中一些最引人入勝的地方。此前的選擇包括前往冥王星的新視野號任務、前往木星的朱諾號航天器以及OSIRIS-REx小行星樣本返回任務。當前的競爭列出了六個任務主題，包括來自彗星或月球的樣本返回任務、海洋世界探測器、土星探測器、特洛伊小行星探索器和金星原位探測器。NASA計劃每五年選擇一項新任務。
最新一輪新前沿提案的截止日期是4月28日，“蜻蜓”將是候選者之一。在2017年11月，NASA將選擇一部分提案進行進一步研究，並將在2019年7月做出最終選擇。這意味著特托爾將需要等待很長時間，她希望“蜻蜓”能夠脫穎而出。
她說：“泰坦只是在懇求我們這樣做。”
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