無人機飛向外星：剛剛，NASA宣布了一項史無前例的計劃

機器之心報道

作者：李澤南

美國國家航天航空局（NASA）正計劃向土衛六（Titan）發射一艘太空船。其中搭載的是史上第一個「外星無人機」。土衛六是土星的一顆衛星，也是太陽系中第二大衛星，因具有濃厚大氣層而被人們懷疑可能存在生命。

這款名為 Dragonfly 的無人機由美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）打造，預計將會在 2026 年出發，2034 年抵達土衛六。

Dragonfly 將利用人類在地球上製造無人機的經驗在全新環境中完成任務，它大約 10 英尺長，最終飛行的距離將超過 175 公里——幾乎是人類歷史上所有火星探測器行進的距離加起來的兩倍。

美國國家航天航空局今天宣布了一項雄心勃勃的計劃：準備在 2026 年發射探測器，探索土星最大的衛星土衛六（Titan）。這個名為 Dragonfly 的任務計劃投送一架無人機式的太空船去到衛星表面。從外形上看，太空無人機確實有點像與它同名的昆蟲（蜻蜓），它會在不同地點之間「跳躍」，測量各地點的土壤與大氣。

作為一顆體積巨大的衛星（比水星還大），土衛六與地球有很多相同之處。它擁有一個濃厚的大氣層，可以形成不同天氣。在這顆衛星表面，液體從雲層中下落成雨，填充盆地和峽谷，然後蒸發升上天空，形成「水循環」。不過與地球不同的是，土衛六的液體循環是以甲烷的形式完成的——因為土衛六表面的溫度很低，在常溫常壓下以氣體形式存在的甲烷在那裡都是液體，形成的湖泊面積則與北美五大湖相仿。

雖然派出的是無人機，但人們也要考慮到地球與土衛六的環境之間存在著重要差異。土衛六距離太陽的距離是地球的十倍，表面溫度通常只有零下 178 度，表面壓力也比地球要高 50%，濃厚的大氣層只能讓很少部分陽光到達地面。

儘管如此，「泰坦」仍然是太陽系中外星生命的最佳候選者之一——只不過存在形式不會是我們常見的那種。「土衛六擁有生命所需的所有關鍵因素。」NASA 行星科學部門主任 Lori Glaze 說道。

NASA 對於土衛六的第一次觀測可以追溯到 20 世紀 70 年代，著名的旅行者計劃。不過彼時太空船的相機無法穿透土衛六的大氣層——這是太陽系中最厚的大氣層。這顆衛星看起來就像一塊光滑的大理石，拒絕向人類展示自己的真實面目。

直到 2005 年，一艘歐洲宇宙飛船抵達了土衛六。在濃厚的霧霾之下，惠更斯探測器成功拍攝了照片並將之傳輸回了地球。人類第一次看到了土衛六的表面：「突然間我們獲得了那些充滿溝壑的照片，在此之前我們完全不知道這種地形的存在。」Jonathan Lunine，一名自 1980 年代早期開始研究土衛六的學者表示。「看到照片時，我尖叫了起來。」在地球上，水負責把岩石塑造成我們看到的景觀，而在土衛六上，這一工作由甲烷來完成。

然而這一旅程戛然而止。惠更斯在著陸後僅僅三個小時就宣告電池耗盡。但是天文學家們仍然在關注土衛六，發射惠更斯的太空船卡西尼號，一艘 NASA 的太空船一直停留在土星軌道上直到 2017 年，並不斷收集衛星的數據和圖片。

卡西尼為土衛六上存在甲烷湖泊提供了證據。科學家們很早就預測到了這些湖泊的存在，但能夠證實它仍然是一個驚喜。土衛六上的湖泊非常平靜，只有少數漣漪。與之相比，美國五大湖上的波浪隨處可見，科學家們正在尋找其中的原因。

當卡西尼號燃料耗盡時，NASA 面臨著令人不安的情況：不受控制的飛行器可能會掉入土衛六的大氣中，污染衛星的表面。為了保護這個朦朧的星球，工程師們故意把卡西尼號推入土星——那是一個不可能存在生命的氣態行星。

很快，Dragonfly 將會承擔起尋找土衛六生命的重任。在土衛六的大氣層中，前行者們已經探測到了碳、氫、氮、乙烷和其他一些地球生命所依賴的元素和化合物。科學家們甚至發現了一種能與甲烷和乙烷相互作用產生細胞的化合物。

今天，科學家們懷疑土衛六表面之下存在液態水。

「我們知道這些元素的存在對於生命來說至關重要，而它們就在土衛六的表面上，」該任務的首席研究員，約翰霍普金斯大學應用物理實驗室科學家 Zibi Turtle 表示。「這個星球在進行著為期數億年的『化學實驗』，而 Dragonfly 的目標就是獲取這些實驗結果並加以研究。」

在幾十年前出現軌道飛行器、探測器和著陸設備之後，外星無人機的設想著實讓人耳目一新，這是一個令人難以想像的任務。根據 Dragonfly 團隊的說法，這一無人機可以在一小時內覆蓋方圓數十英里的面積。由於土衛六厚重的大氣與低重力環境，進行「彈跳」非常容易。（如果有宇航員在土衛六表面，他們可以戴上翅膀拍動，與 Dragonfly 同行。）

「只需飛行幾次，Dragonfly 就可以超越過去 12 年裡機遇號在火星走過的路。」Dragonfly 項目經理 Peter Bedini 表示。

然而從地球前往「泰坦」的旅程十分遙遠。Dragonfly 預計直到 2034 年才會抵達土衛六。「這是探索太陽系的代價，」NASA 科學家 Curt Niebur 表示。「前往其他衛星的路程很長。」當年的卡西尼號前往土星花費了七年。

令人興奮的是，這個小型無人機或許可以幫助我們回答人類終極問題：我們是孤獨的嗎？如果土衛六上真的存在生命，它應該不會像好萊塢電影中的那樣。根據環境，我們或許可以發現簡單的外星微生物，但即使這樣，一切也將變得不同。

參考內容：

https://www.jhuapl.edu/PressRelease/190627b

https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/video-friday-nasa-flying-robot-saturn-moon-titan

https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/06/titan-saturn-nasa-dragonfly/592882/

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