人类在土星的光芒已经熄灭。
NASA 的机器人卡西尼号宇宙飞船于星期五早上（9 月 15 日）在环状行星的大气层中烧毁，结束了其在土星周围长达 13 年的卓越旅程，这场旅程彻底改变了科学家们对外太阳系及其孕育生命潜力的理解。
例如，卡西尼号在土星巨大的卫星土卫六上发现了甲烷海，并在土卫二上发现了喷射水蒸气的间歇泉。卡西尼团队成员表示，这两颗卫星都值得进一步研究，环状行星本身以及整个多样化的土星系统也是如此。[图片：卡西尼号在任务结束时拍摄的最后土星景象]
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“我们让世界了解了情况，但仍然充满疑问，我不能要求更多了，” NASA 喷气推进实验室（位于加利福尼亚州帕萨迪纳市）的卡西尼项目经理 Earl Maize 在星期三（9 月 13 日）的新闻发布会上说。“我们必须回去——我们知道这一点。”
实际上，各个研究团队确实正在制定重返土星的计划。事实上，有五个这样的概念正在角逐 NASA 的下一个新疆界任务——与该机构的 新视野号冥王星探测器、朱诺号木星轨道飞行器和 OSIRIS-REx 小行星样本返回飞行器执行的任务类型相同。
土星大气层
在星期五的有意死亡俯冲期间，卡西尼号短暂地成为有史以来第一个土星大气探测器。一项拟议的新疆界任务将延续并大大扩展卡西尼号所做的最后测量。
SPRITE（土星探测器内部和大气层探测器）航天器将冲入土星浓厚的大气层，在分解和烧毁之前，对其成分和结构进行约 90 分钟的表征。（卡西尼号并非为此工作而建造，在俯冲过程中仅持续了一两分钟。）
“需要对土星内部结构和稀有气体丰度进行基础测量，以便更好地约束太阳系形成的模型，并为系外行星系统提供改进的背景，” NASA 戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的首席研究员 Amy Simon 及其同事在去年任务描述中写道。
科学家补充说，SPRITE 将进行此类测量，其数据将有助于“地面验证”卡西尼号多年来从远处收集的关于土星的数据。[来自 NASA 卡西尼号轨道飞行器的最新土星照片]
研究土卫六
卡西尼号在 127 次目标飞掠中对土卫六进行了密切研究。土星轨道飞行器还搭载了一个名为惠更斯的欧洲着陆器，该着陆器于 2005 年 1 月在直径 3,200 英里（5,150 公里）的卫星上着陆。在此过程中，它成为有史以来第一个在外太阳系天体上实现软着陆的探测器。
卡西尼号和惠更斯号的观测结果揭示了土卫六所有超凡脱俗的荣耀。碳氢化合物雨从这颗巨大卫星的天空落下，汇集在甲烷湖和甲烷海中，其中一些甲烷海与地球的黑海一样大。复杂的有机化学物质——我们所知的生命中含碳的基石——在土卫六浓厚的、以氮为主的大气中飘荡，最终飘落到卫星表面。
天体生物学家说，这种奇异的景观有可能孕育生命。卡西尼号的工作表明，这颗巨大的卫星可能还存在另一个潜在的可居住环境：地壳下埋藏着一个液态水的咸水海洋。（事实上，卡西尼号被导向其厄运，主要是为了确保它永远不会用来自地球的微生物污染土卫六或土卫二。）
一项名为 Oceanus 的拟议新疆界任务将调查这两种环境，从其环绕土卫六的轨道上进行各种测量。例如，该探测器将表征卫星大气中的有机物，并帮助研究人员确定土卫六地壳的厚度和刚度，以及它是否正在将内部热量对流到地表。
Oceanus “将跟进卡西尼号的惊人发现，并通过追踪有机物在甲烷循环中的变化以及评估大气、表面和地下之间的交换过程来评估土卫六的宜居性，” 概念任务的规划者在项目描述中写道，他们在今年早些时候在德克萨斯州伍德兰兹举行的第 48 届月球与行星科学会议上介绍了该项目。
同样在新疆界任务候选名单中的还有土卫六蜻蜓号，它将派遣一架无人机从空中和地面研究这颗卫星。
马里兰州约翰·霍普金斯大学应用研究实验室的行星科学家、蜻蜓号首席研究员 Elizabeth Turtle 今年早些时候告诉 Space.com，“[在土卫六上]重于空气的飞行比在地球上容易得多”。（土卫六的大气层比地球厚得多，但卫星的重力只有我们星球的 14%。）
Turtle 补充说，“这意味着我们可以使用功能非常强大的着陆器，在一次飞行中将其移动数十公里，在任务期间移动数百公里。”
这架无人机将详细研究土卫六有机物的成分，并在各种不同的地点进行研究。
Turtle 及其同事在第 48 届月球与行星科学会议的演示文稿中写道，“蜻蜓号是一个真正具有革命性的概念，它提供了探索不同地点的能力，以表征土卫六环境的宜居性，调查前生物化学的进展程度，并寻找指示水基和/或碳氢化合物基生命的化学特征。” [惊人照片：土卫六，土星最大的卫星]
土卫二的羽流
另外两项以土星为中心的新疆界提案针对直径 313 英里（504 公里）的土卫二，其间歇泉对卡西尼团队、NASA 官员和一般太空科学家来说都是一个启示。
NASA 行星科学部门主管 Jim Green 在星期三的新闻发布会上说：“当我们观察到（土卫二的）南半球以及喷射到土星系统中的水间歇泉时，我们感到惊讶，并开始改变我们对外太阳系卫星的宜居性——或潜在宜居性——的看法。”
这是因为土卫二间歇泉中的水显然来自一个液态水海洋，该海洋在寒冷的卫星冰冷的地壳下晃动。卡西尼号的观测表明，这个海洋甚至可能具有可以支持生命的化学能源，就像我们所知的那样。
但是研究人员想更多地了解这个海洋，而间歇泉的羽流为此提供了一个很好的途径。新疆界任务候选者之一，被称为土卫二生命探测器 (ELF)，将反复穿过这个羽流，收集和分析分子。ELF 将寻找复杂的有机化合物，这些化合物可能是前生物化学的迹象——甚至可能是生命本身的迹象。
康奈尔大学的首席研究员 Jonathan Lunine 在 2015 年 告诉 Space.com，“这是免费样本”，当时 ELF 正在竞争 NASA 探索计划中低成本、高度聚焦的任务的席位。（在今年 1 月，NASA 选择了研究小行星的露西和灵神星任务作为其下一个探索项目。）“我们不需要着陆、钻探、融化或做任何类似的事情。”
卡西尼号自己进行了一些羽流采样，但 ELF 将配备比其前身更灵敏的质谱仪，ELF 团队成员表示。（卡西尼号的管理者在发射前不知道土卫二的间歇泉，因此他们没有在飞船上放置任何寻找生命的设备。）
关于最终的以土星为中心的新疆界提案，公众知之甚少。但它的名称——土卫二生命特征和宜居性——表明它也将是一项羽流采样任务。
您可以在行星协会的 Van Kane 撰写的这篇精彩概要中了解有关所有 12 个新疆界任务候选者的更多信息——其中另外七个将以金星、彗星或地球的卫星为目标。
它们中的任何一个会发射升空吗？
预计 NASA 将在年底前将新疆界提案筛选到少数几个最终入围者，并在 2019 年的某个时候宣布选定的任务。（该任务的成本上限为 8.5 亿美元，不包括发射费用，并将于 2025 年前发射升空。）
因此，现在说任何以土星为中心的任务是否会真正启动还为时过早。但是，环状行星的爱好者可能会因 Green 在星期三新闻发布会上发表的评论之一而感到鼓舞。
Green 说，卡西尼号的发现“将在未来几十年内继续存在，并且它们已经在召唤我们回去”。在 NASA 的旅行者号任务（在 1980 年和 1981 年背靠背飞掠土星）“和卡西尼号之间间隔了 30 年，”他说，“我相信下一次间隔会短得多。”
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