物理科技生物学-PHYICA

探索土卫六甲烷湖的任务

天文学与空间 2022-08-26 00:01:16

作者:安迪·托马斯维克,今日宇宙 作为波塞冬地面计划的一部分,多无人机观测系统的可能配置

学分:巴黎大学/IPGP/CNRS/A

卢卡斯 泰坦最近已经成为越来越受关注的中心

卡西尼号的发现只是增加了人们对太阳系第二大卫星的兴趣

它表面的液体已经引发了一个即将到来的任务——美国宇航局计划在21世纪30年代中期发射的蜻蜓无人机

现在,数十名科学家已经将他们的名字写在了向欧空局提交的一份类似任务的提案后面

这一个叫做波塞冬,专门探索泰坦的甲烷湖

不过,这两次任务都不是第一次造访土卫六表面

这种区别属于惠更斯号——用卡西尼号探测器发射的着陆器

不幸的是,由于上世纪90年代末发射的探测器技术相对有限,它只能在大约一个半小时内从地表发回数据

蜻蜓和波塞冬都有更长的任务时间表

波塞冬号本身至少包括两个独立的飞行器

一个轨道飞行器可以对月球进行持续、密切的监测,至少一个着陆器可以在下降的过程中收集大气数据,作为主要目标湖泊的水文数据

另一个潜力是拥有一群着陆器,这将允许同时进行多个数据收集任务,但需要在任务发射日期之前出现的群体技术的重大进步

无论最终探测器的配置如何,波塞冬号在这个笼罩的月球上将有三个特殊的任务目标——了解它的大气层、地质和可居住性

在开发的早期阶段,任务有效载荷在空中,但各种仪器可以回答各种不同的问题

UT视频描述了蜻蜓,美国宇航局即将进行的土卫六任务

该团队强调的一种仪器是更强大的质谱仪

卡西尼号的质谱仪在高层大气中发现大离子时达到了极限,因此月球的大部分成分仍然未知

有了更强大的工具,更多的成分将变得清晰

由于土卫六也有季节,一个更长的任务将允许科学家潜在地收集整个季节的大气数据,给出土卫六动态变化的更精细细节

然而,大气层遮蔽了月球表面,使得从地球上观察土卫六的地质变得很有挑战性

因此,在附近有一个轨道飞行器在了解月球本身的构成方面有很多优势

理解土卫六地质的最重要的工具,也是任务的第二个目标,是一个附着在轨道飞行器上的探地雷达

在地球上,这项技术用于绘制实用线或结构混凝土页脚,而在太空探索中,它帮助科学家绘制出潜在的感兴趣区域

其中一些感兴趣的领域可能蕴藏着更令人兴奋的东西——生命

土卫六是太阳系中为数不多的几个可能适合居住的地方之一,这要归功于其静止的液态湖泊

它有能力容纳任何像生物圈一样复杂的东西,这还有很多未知,波塞冬希望开始填补这些未知

正如本视频中所讨论的,波塞冬和蜻蜓并不是唯一的任务概念 收集数据以填补这些未知的最好方法是从土卫六表面直接收集样本

这最好由无人机使用类似于大气观测所需的光谱仪来完成,该光谱仪在白皮书中被命名为CosmOrbitrap

生命的其他证据,如手性,可以通过手性气相色谱仪收集

无论最终的有效载荷和配置如何,在任何东西落地之前,还有很长的路要走

这也不是第一次向欧空局提出这样的任务

自2000年代初以来,某种形式的信息就一直在该机构中流传

但是随着具体的截止日期越来越近,这个项目可能很快就会达到成败的关头

目前,该项目计划建议在21世纪30年代初发射,在2039年1月22日北半球的春分之前到达土卫六

美国国家航空航天局的“泰坦”无人机任务“蜻蜓”可能会在此之前稍作着陆,并在飞机最后接近前开始向其提供有价值的数据

显示在土卫六大气中可以发现的细节的图形

信用:欧空局/ ATG媒体实验室 虽然“波塞冬”号的轨道器组件将继续围绕这颗行星运行,但着陆器可能会在北半球的一系列湖泊附近着陆

蜻蜓将更加关注赤道地区,将从非常不同的气候和潜在的地质角度收集数据

如果项目得不到资助,所有这些努力和计划都将付诸东流

提交白皮书是为了响应欧空局2050年航行任务主题中被定义为“巨型行星的卫星”的目标之一

“土卫六是最有趣的之一,但在欧空局的任何任务着陆或再次绕月飞行之前,还有很长的路要走。”

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