美国宇航局近日宣布,已与SpaceX公司签署了一项重大太空探索合同,旨在将名为“蜻蜓”的探测器送往土星的神秘卫星——土卫六(泰坦)。按照计划,这一壮举将于2028年由SpaceX的重型猎鹰火箭实现,预计“蜻蜓”将于2034年抵达其目的地。
土卫六之所以成为科学界的焦点,是因为它是太阳系中除地球外唯一已知拥有表面液体的天体,尽管这些液体是碳氢化合物而非水。土卫六表面可能还覆盖着由撞击或冰冻火山活动形成的水冰沉积物,使得这颗卫星成为研究生命起源前化学物质演化的理想场所。
“蜻蜓”探测器将执行一项天体生物学任务,其核心目标是探测并分析土卫六上不同化学物质的存在。这将是继2005年惠更斯号探测器短暂造访后,人类第二次对土卫六进行探索。
“蜻蜓”探测器设计为八轴飞行器,特别是大型双旋翼四轴飞行器,将充分利用土卫六的大气密度大和引力弱的飞行环境。它将以每小时约36公里的速度飞行,并由经过多次任务验证的放射性同位素热电发电机(RTG)提供动力。该飞行器的设计具备冗余性,即使失去一个马达或转子,也能正常运作。
“蜻蜓”计划降落在土卫六上一个名为香格里拉的地方,靠近惠更斯号探测器的着陆点。香格里拉位于土卫六赤道附近,是三大沙海之一。探测器的首要目标是探索塞尔克撞击结构,这是一个年轻的撞击坑,直径约90公里,以熔池为特征,可能是液态水和有机物混合形成氨基酸或其他生物分子的场所。
研究人员对土卫六的了解得益于卡西尼号和惠更斯号的探测任务。研究表明,沙丘陨石坑比平原陨石坑含有更丰富的有机物,几乎完全由有机物组成。然而,土卫六的大气层较厚,给观测带来了挑战。此次“蜻蜓”任务将深入探索这些撞击坑,特别是塞尔克撞击坑,以了解水和有机物是否相互作用,以及生命前化学成分的发展情况。
美国宇航局为这次发射向SpaceX支付了约2.56亿美元。成功发射后,“蜻蜓”将经历六年的漫长旅程到达土卫六。在接近目标时,探测器将执行一系列复杂的操作,包括分离进入舱、气动外壳的使用、降落伞的展开以及自动着陆等。
一旦着陆成功,“蜻蜓”将展开一系列飞行,覆盖长达8公里的区域。在土卫六长达约192小时(8个地球日)的夜晚,探测器将采集样本并进行分析。随后,它将前往塞尔克撞击坑,进一步探索其化学成分和地质特征。
土卫六作为太阳系中重要的天体生物学目标,其独特的特性使得这次探索任务尤为引人关注。与木卫二和土卫二等冰冻海洋卫星不同,土卫六的研究不需要穿透厚厚的冰层,从而简化了探索其潜在生物环境的复杂性。