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← 探索土星最神秘的行星——追朔生命的起源

美国国家航空航天局(NASA)的“蜻蜓”号(Dragonfly)探测器是一种自动旋转着陆器,被设计用来跨越地外天体的表面。该探测器将于 2026 年深入太阳系,探索土星最大的卫星——土卫六(又名“泰坦”)。行星科学家伊丽莎白 · “齐比” · 特土尔(Elizabeth "Zibi" Turtle)探讨了通过研究这个被认为与早期地球极其相似的神秘卫星,如何帮助我们更深入的了解其他行星的宜居性——以及生命的起源。

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Showing Revision 34 created 10/05/2020 by Yolanda Zhang.

  1. 想象一颗有着各式各样地貌的星球。
  2. 它有着高密度的大气层,
  3. 地表还有
  4. 大风和降雨。
  5. 它有山丘和平原、
  6. 河流、湖泊和海洋,
  7. 沙丘以及一些撞击坑。
  8. 听起来很像地球,对吧?

  9. 这是泰坦(“土卫六”)。
  10. 在 1981 年 8 月,

  11. 旅行者 2 号拍下了
    这颗土星最大卫星的影像。
  12. “旅行者”号的航行距离
    比以往任何时候都要远,
  13. 将太阳系以外更遥远的地方
  14. 也纳入了我们的地理观测范围。
  15. 但这张图像,这颗朦胧的“月亮”,
  16. 时刻提醒着我们,
    仍有许多未知需要去探索。
  17. 当旅行者飞过它时,为我们提供了
    关于这颗星球的海量信息,
  18. 然而我们仍无从得知
    它笼罩在大气层下的真实面貌。
  19. 它是否像我们观测到的
    土星和木星的其他卫星那样,
  20. 具有表面由冰层覆盖的相似地貌呢?
  21. 或者只有一片液态甲烷的汪洋大海
    覆盖了整个表面?
  22. 笼罩在阴霾下的泰坦

  23. 是个巨大的谜团。
  24. 因而卡西尼-惠更斯号(Cassini-Huygens),
    这台于 1997 年发射的轨道着陆器,
  25. 为的就是要解开这个谜团。
  26. 在 2004 年抵达泰坦后,
  27. 卡西尼号最初传回的泰坦表面影像
  28. 更是加深了人们对它的好奇。
  29. 我们耗费了数月的时间才弄清楚
  30. 我们在火星表面看到的是什么,
  31. 比如,那些我们一开始认不出来,
  32. 因而被称为“猫抓痕”的深色的条纹,
  33. 实际上是由有机沙土构成的沙丘。
  34. 在卡西尼号研究土星、
    土星环和其卫星的

  35. 十三年里,
  36. 我们幸运的
  37. 从对泰坦的表面一无所知,
  38. 到逐渐开始了解它的地理构造,
  39. 以及大气层对其表面地形的影响,
  40. 甚至对其地底深处的探索
    也有了些眉目。
  41. 事实上,泰坦是若干个

  42. 位于冰冷的外太阳系、
  43. 火星轨道和小行星带之外,
  44. 表面下覆盖着
    大面积液态水的卫星之一。
  45. 泰坦内部海洋的含水量可能是
  46. 地球上所有河流、湖泊
    和海洋体积总和的 10 倍以上,
  47. 同时,其表面也覆盖着
    由液态甲烷和乙烷构成的
  48. 奇异湖泊和海洋。
  49. 海洋世界是太阳系中
  50. 最迷人的地方,
  51. 然而我们对它们的探索才刚刚启程。
  52. 这是“蜻蜓号”,

  53. 是我们在约翰霍·普金斯大学的
    应用物理实验室
  54. 为美国国家航空航天局
    新疆界计划而打造的。
  55. “蜻蜓号”预计将在 2026 年发射,
    并于 2034 年抵达泰坦。
  56. 它是一个旋翼机着陆器,
  57. 其体积与火星探测车
    或小型汽车相近。
  58. “蜻蜓号”的设计主要考量了
  59. 泰坦稠密的大气层和低重力因素,
  60. 使得“蜻蜓号”非常适合
    在这样的环境内执行飞行任务。
  61. “蜻蜓号”实际上是个八旋翼飞机,

  62. 也是个移动实验室,
  63. 能随身携带科学仪器到处飞行。
  64. “蜻蜓号”将以非常独特的方式
    考察泰坦,
  65. 包括它的气候环境和地理构造,
  66. 甚至直接从地表采集样本,
  67. 以此了解它们的成分。
  68. 换言之,“蜻蜓号”
    将耗费三年时间探索泰坦,
  69. 分析它具体的化学成分,
  70. 观察大气层是如何
    与地表产生作用,
  71. 甚至聆听地壳的震动,
  72. 或者叫“泰坦震”。
  73. “蜻蜓号”在北美和世界各地

  74. 数百人的研究团队
  75. 都为这个任务的设计
    付出了很多心血——
  76. 研发旋翼飞行器、
    自主导航系统
  77. 及各种仪器。
  78. 所有这些部分都需相互配合,
  79. 以完成泰坦表面的科学测量任务。
  80. “蜻蜓号”的内部实验室

  81. 是引导我们探索泰坦的下一步。
  82. 旅行者在飞行时
    揭示了各种可能性。
  83. 环绕土星运行十多年,
  84. 并穿过了泰坦的大气层后,
  85. 卡西尼-惠更斯号
    进一步揭开了泰坦的神秘面纱。
  86. “蜻蜓号”将会继续考察泰坦,
  87. 而截至目前,我们获得的
    唯一一张泰坦的近距离照片,
  88. 还是惠更斯号
    在 2005 年 1 月所拍摄的这张。
  89. 在很多方面,泰坦都是我们已知的

  90. 与生命出现之前的地球
    最相似的星体。
  91. 从卡西尼-惠更斯号的
    测量结果来看,
  92. 我们知道生命的组成部分——
  93. 至少是我们所了解的生命——
  94. 早已在泰坦上出现过,
  95. 而“蜻蜓号”将会完全沉浸在
    这个陌生的环境中,
  96. 寻找那些与可能促成了
    地球上生命发展的化学成分
  97. 相似的化合物,
  98. 并协助我们探索其他世界的宜居性。
  99. 宜居性是个令人着迷的概念。

  100. 什么样的条件
    使得一个环境适合孕育生命——
  101. 无论是我们已知的地球生命,
  102. 还是在不同情况下
    衍生的另类生命?
  103. 其他星球存在生命的可能性

  104. 在历史上激发了人类的想象
    和对太空的探索。
  105. 在宏观的尺度上,
  106. 这就是为何外太阳系的海洋世界
  107. 会成为如此重要的研究对象。
  108. 是人类的好奇心
    在推动着前所未有的探索。
  109. 我们不知道化学物质
    如何在地球上演变成生物,

  110. 但类似的化学过程
    可能也发生在泰坦上,
  111. 因为那里的有机分子
  112. 有机会与其表面的液态水混合。
  113. 有机合成反应在这些条件下
    是否催生了化学反应?
  114. 如果是的话,
    究竟到了何种程度?
  115. 目前,我们还无从得知。
  116. 我们通过“蜻蜓号”所见证的
    人类的不懈努力

  117. 是很振奋人心的。
  118. 这是对生命的基础架构
    和化学步骤的探索,
  119. 正如那些最终为地球
    带来了生命的过程一样。
  120. 我们不确定会在泰坦上
    发掘到什么,
  121. 但这也正是我们
    要前往那里的原因。
  122. 1994 年,卡尔·萨根(Carl Sagan )写道:

  123. “在泰坦上,过去 40 亿年来
  124. 像神赐的甘露一样
    从天而降的分子
  125. 至今可能还在那里,
  126. 保持着冻结状态下的原貌,
    等待着地球化学家的到来。”
  127. 我们就是那些化学家。
  128. “蜻蜓号”的任务
  129. 不仅能帮助我们掀开
    泰坦和太阳系的神秘面纱,
  130. 还能解开地球起源的奥秘。
  131. 谢谢。