爱读书 探索 蜻蜓旋翼机将在土卫六上探求地球上的“前生命化学”

蜻蜓旋翼机将在土卫六上探求地球上的“前生命化学”

“蜻蜓”号无人机探测器将在土卫六上空进行多次飞行,并在着陆期间探索卫星表面。

蜻蜓旋翼机将在土卫六上探求地球上的“前生命化学”

到土卫六的八年旅程将始于2026年。

土星的卫星土卫六略小于地球大小的一半,并具有朦胧的、稠密的大气层。 非常适合蜻蜓号。

蜻蜓旋翼机将在土卫六上探求地球上的“前生命化学”

美国宇航局本周宣布,将把一架代号为蜻蜓的旋翼机着陆器送往土卫六,历时八年,将于2026年发射并于2034年着陆。土卫六的轨道现距离地球约8亿英里。 而且到达那里的探测器与我们发送到地球外地方的任何东西都不一样:它将绕土卫六飞行。

蜻蜓号在土星的“月亮”–土卫六上会做什么?

由应用物理实验室的约翰·霍普金设计和建造的蜻蜓号旋翼机将对土卫六的表面材料进行采样并测量其有机材料的成分。 它将探索多个地点以表证土卫六的宜居性,研究前生命化学的发展,甚至寻找水基或碳氢基生命的化学提示。

我们不能回到过去。

“我们不能回到过去去学习地球上的有关产生生命的化学的课程,”美国宇航局新边疆首席计划科学家库特·尼伯在电视转播中说。 “但是我们可以去土卫六上看看这种化学反应。”

蜻蜓号将像无人机一样飞行,使用其螺旋桨飞向土卫六周围数十个位置,如下图所示。

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蜻蜓号是一种自动无人机,可以从7亿英里以外的地方进行远程控制.土卫六正好是一个完美的化学实验室。

约翰霍普斯金大学应用物理实验室蜻蜓号首席研究员伊丽莎白·图特尔周四对记者说:“土卫六是一个如此神奇而复杂的目的地。” “我们不知道地球上从化学到生物学演化的步骤,但我们知道,土卫六上前生命化学现在正在发生。对于我们有机会探索并看到在这个外太空世界的成果,我们感到非常兴奋。”

图特尔还说,土卫六拥有外星生命的所有要素:

“ 土卫六是了解前生命化学非常理想的实验室,这种化学是发生在化学迈向生物学之前。我们知道土卫六表面上有丰富的非常复杂的有机材料。光照能源,而这催生了大气中的这种非常复杂的化学反应,并且我们知道这过去表面上有液态水。因此,我们所知道的拥有生命所需要的的所有成分,土卫六上都有。”

土卫六比水星大,是我们太阳系中的第二大卫星。它绕土星运行时,离太阳约8.86亿英里,约是地球的10倍。因为它离太阳太远,所以其表面温度约为华氏290度。

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土卫六,2005年卡西尼-惠更斯飞行任务器所拍摄。

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的团队将充分利用NASA卡西尼号任务中13年来的数据来选择目标。该任务的一部分是惠更斯探测器,该探测器由欧洲航天局制造和运营,并成为2005年有史以来第一架登陆土卫六的航天器。

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图为美国宇航局提供的“卡西尼”号探测器拍摄的展示整个土星及土星环全貌的图片。

蜻蜓号将降落在土卫六的什么地方?

蜻蜓号将首先降落在赤道的“香格里拉”沙丘区,该沙丘与南部非洲的纳米比亚的线性沙丘相似,在以一系列“越级”飞行大约五公里进入其他地区之前,沿途会停下来在多地点进行取样。

之后蜻蜓号将飞向“塞尔克”火山,过去那里孕育生命的液态水,有机物-包含碳,氢,氧和氮的复杂有机物分子-和能量的证据,它们共同构成了生命的配方。

谁控制蜻蜓号及其飞行?

总而言之,蜻蜓号是一种自动无人机,可以从超过7亿英里的距离在地球上进行远程控制。

蜻蜓号只有火星车的大小,4对共轴旋翼提供飞行气动力。由于无线电波在地球和土星之间传播要花费80分钟以上的时间,因此必须对自动导航和危险检测技术还有待深入的测试和完善。

如果条件不利于更长的飞行——预计一次飞行最多可以飞行八或九英里-那么探测器可以通过一系列短得多的旅程完成前进。

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蜻蜓号探测器与发射到太空的其他任何东西都不一样。

尽管土卫六上的大气层是甲烷,但它的密度仍然与地球上的密度大致相同。这使蜻蜓号能够得到有效检测,并改善了其空气动力学性能。

它由多任务放射性同位素热电发生器(MMRTG)核动力源供电,一旦在地面上,其使用寿命可达到约2½年。

微小的钻头已被整合到着陆橇中,用于从土卫六的地表取样。在探头的整个位置都有摄像头,包括几个高分辨率摄像头,其中两个摄像头放在高增益天线的顶部,用于接收指令和传输数据。

图特尔说:“我们不习惯在太空飞行中这样做,但是由于蜻蜓号需要飞翔,我们实际上必须考虑空气动力学。因此,我们得到了保护,可以确保飞行时不会有太多阻力。”

“天线被设计为能够移动并指向地球,因此我们可以进行信息交流。这意味着我们可以使用在高增益天线上这些摄像机,在不同着陆点拍摄着陆点周围地形的全景图。”

蜻蜓号将成为无人飞行任务的一部分,这些任务帮助改变了我们对宇宙工作方式的理解,包括对冥王星和柯伊伯带的新视野任务,对木星的朱诺号和对小行星贝努的冥王号。该任务是NASA“新前沿”计划的一部分,负责监督太阳系的探索。

作者: Scott Snowden

FY: 一未

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