進入擁有濃厚大氣的太陽系衛星,蜻蜓號科學目標釋出

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 11 日 13:54 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


在太陽系中,土衛六泰坦(Titan)是唯一一顆表面擁有濃厚大氣與大量液體的衛星,甚至有一個像地球一樣的天氣系統,儘管它下的是液態甲烷而不是雨水,但是否仍能承載某種生命?為解開泰坦秘密,NASA 已確定於 2020 年代中期派出蜻蜓號無人飛行器前往探索,現在,蜻蜓號的科學目標進一步宣布。

泰坦是土星最大的衛星,也是太陽系第二大衛星,還是已知唯一擁有濃厚大氣層的衛星,其大氣厚度是地球 4 倍,主由氮氣組成。根據過去航海家 1 號、航海家 2 號、哈伯太空望遠鏡、卡西尼號等各探測器數據,還確定土衛六地表佈滿甲烷湖,和地球一樣有循環的天氣系統(雖然循環的是甲烷),因此被高度懷疑有外星生命體存在。

只不過就算卡西尼號繞行土星長達 13 年,但泰坦那太過濃厚的大氣層,始終讓試圖分析該星球地表的探測器鎩羽而歸,雖然雷達能穿透大氣層並判別出類似地球的結構,比如沙丘、湖泊和山脈,但這些數據無法揭開它們的組成成分。

事實上在卡西尼號發射前,天文學家還不知道泰坦表面是由甲烷或乙烷構成的全球液態海洋,還是由水冰與有機物組成的固態表面。為此,NASA 推出蜻蜓號無人飛行器(Dragonfly mission),這將是第一個深入泰坦大氣層探索表面並確定詳細成分的任務。

研究人員表示,如今我們已對地表局部尺度及泰坦系統運作方式以模擬做出預測,蜻蜓號的圖像與測量結果將告訴我們模擬對了或錯了。

在團隊設定的科學目標中,他們將尋找泰坦上的化學生物特徵、調查該星球甲烷如何活躍循環,確定泰坦熱帶沙漠在全球甲烷循環中發揮哪些作用、研究改變泰坦表面地質的過程與速率。此外,還會確定能否在泰坦上找到益生元(prebiotic),哪些分子和元素可用於此類化學。

由於泰坦重力低(約地球七分之一),加上大氣密度高,使其成為飛行器探索的理想場域,團隊預期蜻蜓號飛行期間不會下雨,但目前還沒有人真正了解泰坦上的局部天氣模式,實際情況到時才會知道。

新論文發表在《行星科學期刊》(Planetary Science Journal)。

(首圖來源:約翰霍普金斯大學/APL