土卫六|为什么科学家欲将潜艇开到土卫六泰坦星?别的星球不行吗?

十年之后 , 行星潜艇就可以探索外星海洋 。
美国宇航局的研究人员一直致力于这个愿望 , 将行星潜艇发送到土卫六泰坦 , 让其在泰坦液态烃海洋和湖泊中巡航探索 。
如果得到美国宇航局的批准和资助 , 这种任务可能会在2030年实现 , 为将来进行更宏大的潜艇探索其他星球铺平道路 。
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许多科学家认为 , 太阳系一些存在液态水的天体很可能存在生命 。
例如 , 欧罗巴和土卫二 , 分别是木星和土星的卫星 , 都蕴藏着巨大的液态水海洋 。 但是 , 这两个水体被掩埋在巨厚层的冰壳下 , 因此 , 潜艇难以进入其中 。 泰坦表层海洋虽不是类似地球的水 , 而是甲烷或者乙烷 , 但是这些甲烷会如同地球上的水一样 , 被蒸发到大气中 , 然后以甲烷雨的形式再次降落降下 。
怪异且潜在可居住的世界
土卫六泰坦直径5150公里 , 是太阳系中的第二大卫星 。
在太阳系170多颗比较大的卫星中 , 它是唯一一个拥有稠密大气层的卫星 。 它地表的大气压是地球大气压的1.5倍 。 它的大气成分主要是由98%的氮和不到1%的氢组成 。
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泰坦是人类已知的唯一一个星球表面上具有稳定液体的星球 , 存在液态甲烷和乙烷的海洋和湖泊 。
此外 , 泰坦浓厚的大气层可能包含涉及有机分子的复杂化学反应 , 而有机分子是我们所知道的碳基生命的基础 。 因此 , 许多天体生物学家将泰坦视为有前途的潜在星球 , 这表明生命可能在泰坦湖泊和海洋中生存和游动 。
这些生物将与地球上存在的生物有很大的不同 , 因为他们依靠液态甲烷或乙烷为生 , 而不是水 。
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泰坦地表太冷 , 以至于水不能保持液态 , 但科学家认为 , 泰坦在地下深处埋藏着咸海 , 例如土卫二 , 欧罗巴以及太阳系许多其他天体 。
因此 , 泰坦有可能拥有两个完全不同且独立的生态系统 , 一个是“存在奇异生物”的地表世界 , 一个是人类熟知的依赖水的生物世界 。
探索碳氢化合物海?
人类对泰坦的大部分信息来自于卡西尼土星轨道器和惠更斯着陆器 。
目前 , 美国宇航局正在研发自己的泰坦航天器——名为“ 蜻蜓”的八旋翼无人机 , 这个无人机计划于2026年发射 。 如果一切按计划进行 , 蜻蜓将在2034年降落在泰坦 , 然后研究泰坦的各项指标 。
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潜艇可能是泰坦探索的下一步 , 美国宇航局的研究团队一开始着手这个计划 。
泰坦体积比月球大 , 但比地球小得多 , 仅承受地球引力的14% 。 这意味着泰坦上的潜艇船体承受的压力不及地球上相同深度的潜艇 。
由于泰坦的海洋是由甲烷和乙烷组成 , 所以泰坦潜艇将通过不同与地球的媒介进行巡航 。 但这也不一定是负面影响 , 潜艇可以很容易地推动液态碳氢化合物 , 而且这种物质对无线电信号几乎没有阻挡 , 即使在水下也能与飞船通信 。 通信信号可以直接从地球到达潜艇 , 也可以通过泰坦轨道器中继 , 具体取决于任务架构 。
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一架独立的泰坦潜艇长约6米 , 在地球上重1500公斤 , 容纳必要的通讯设备 。 研究人员认为装载的科学工具应至少包括分析液体样品的化学试剂盒 , 表面成像仪 , 测深仪 , 气象站以及测量周围海洋物理性质的仪器 , 并且分析海底样品并为海底成像 。
土星比地球更远离太阳10倍 , 泰坦上的太阳光非常稀薄 。 因此 , 就像卡西尼号和蜻蜓一样 , 泰坦潜艇将采用核动力驱动 。
2030年发射宇宙潜艇
泰坦北半球高纬度几乎容纳了泰坦的所有湖泊和海洋 , 因此 , 如果潜艇要探索泰坦 , 降落北半球无疑是个不错的选择 。
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像土星一样 , 泰坦每个季节的持续时间约为七个地球年 。 因此 , 最好在泰坦北半球夏天时探索 , 届时太空船可以在可见光下成像的海岸线直接与地球进行通信 。
研究人员表示 , 2045年抵达泰坦将是一个不错的选择 , 如果该任务包括一个用于通信的轨道飞行器 , 则也可以选择在2040年左右泰坦北半球处于春季时到达 。
去往土星的旅程大约需要七年 , 任何类型的泰坦任务都需要在2030年代发射 。
因此 , 人类必须在未来十年内做好准备 , 推动实现这一目标 。
——全文完——
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