美国宇航局已经与SpaceX签订合同,将蜻蜓(Dragonfly)号发射到土星的卫星土卫六(泰坦)。如果一切按计划进行,重型猎鹰火箭将于2028年将蜻蜓旋翼机及其着陆器送往土卫六,任务将于2034年到达土卫六。蜻蜓号是一项天体生物学任务,旨在测量这颗寒冷月球上不同化学物质的存在。
蜻蜓号将是第二艘访问土卫六的飞船,前一艘是惠更斯(Huygens)号探测器,2005年它曾短暂访问过土卫六。
土卫六之所以引人注目,是因为它是地球之外唯一一颗表面有液体的天体。这些液体是碳氢化合物,而不是水,尽管表面可能有撞击或冰冻火山喷发形成的水冰沉积物。研究人员认为,生命前化学物质也存在,使土卫六成为了解生命前化学物质可能发展到何种程度的诱人目标。
土卫六(泰坦)在动力飞行方面是良性的;与地球相比,它的大气密度大,引力弱。“蜻蜓”是一架八轴飞行器,一种大型双旋翼四轴飞行器,可以利用泰坦的飞行环境。它将以大约36公里每小时(22英里每小时)的速度行驶,并将由放射性同位素热电发电机(RTG)提供动力,这是一种在多次任务中经过验证的发动机。这架飞行器被设计成冗余的;它可以失去其中一个马达或转子,但仍能正常工作。
蜻蜓号将降落在土卫六上一个名为香格里拉的地方附近,位于惠更斯号探测器着陆的地方以东。香格里拉是这颗卫星赤道附近的三大沙海之一。
蜻蜓号的目标是塞尔克撞击结构,在香格里拉边缘附近。塞尔克是一个直径约90公里(56英里)的年轻撞击坑,以熔池为特征,液态水和有机物可以混合在一起形成氨基酸或其他生物分子。蜻蜓号将首先降落在该结构附近的一些沙丘上,然后开始探索该地区及其化学成分。
多亏了卡西尼号和惠更斯号,研究人员在了解土卫六方面取得了进展。在2020年的一篇论文中,研究人员研究了月球上的两种陨石坑:沙丘陨石坑和平原陨石坑。塞尔克是一个沙丘陨石坑,研究人员在论文中说,沙丘陨石坑比平原陨石坑含有更丰富的有机物,实际上几乎完全由有机物组成。然而,土卫六厚厚的大气层使观测变得困难,这些发现源于对反照率和发射率的解释。
根据这项研究,塞尔克和其他沙丘陨石坑最初可能有更多的水冰,但大部分都被侵蚀掉了。然而,水冰存在了很长一段时间,蜻蜓号将前往塞尔克,检查陨石坑中的化学成分,并试图确定水和有机物是否相互作用,以及生命前化学成分是否有任何进展。
将蜻蜓送往土卫六的任务取决于SpaceX的猎鹰重型火箭。猎鹰重型火箭已经发射了11次,包括10月份发射的欧罗巴快船。在“猎鹰重型”发射“蜻蜓”之后,飞船将执行一次近地飞行,以获得额外的速度。
蜻蜓号需要六年时间才能到达土卫六,当它到达时,进入舱将与巡航舱分离。在一个气动外壳和两个降落伞的帮助下,着陆器将经历大约105分钟的下降。在离地面约1.2公里处,着陆器将展开其滑橇,并根据其激光雷达和雷达数据执行自动着陆。
从着陆点开始,蜻蜓将展开自己,并执行一系列长达8公里(5英里)的飞行。该地区的地质情况多种多样,旋翼机将在土卫六的夜晚采集样本,然后对其进行分析。土卫六的夜晚大约持续8个地球日,也就是192个小时。之后,它将前往塞尔克陨石坑。
土卫六是我们太阳系中重要的天体生物学目标,与冰冻的海洋卫星木卫二和土卫二不同,在研究其潜在的生物环境之前,通过某种方式穿过厚厚的冰层并不会增加复杂性。
但要想取得成功,它首先需要一次成功的发射。美国宇航局向SpaceX支付了约2.56亿美元来发射“蜻蜓”,如果发射顺利,这笔钱就花得值。
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