根据一项新的任务提案，一种可移动的着陆器可以探索土星令人着迷的卫星泰坦的朦胧天空。当这架八叶旋翼机飞越这颗卫星时，它可以调查土星卫星上一些最有希望的潜在宜居地点，那里的甲烷和乙烷从天而降，并像河流和湖泊一样流动。
这个名为“蜻蜓”的着陆器大小的仪器将利用泰坦的低重力和稠密大气层，在几年内访问多个地点，从一个有希望的地点移动到下一个地点，并在短暂的飞行之间充电。
该项目的首席研究员伊丽莎白·特托尔告诉Space.com说：“这是一个非常值得原位探索的地方，而且它为我们提供了探索它的方法。”特托尔是马里兰州约翰霍普金斯应用研究实验室的行星科学家，她领导的团队正在提议对泰坦进行深入探索，作为NASA新前沿任务计划的一部分，该计划通常为探索太阳系的中型任务提供资金。她上个月在德克萨斯州伍德兰兹举行的月球和行星科学会议上介绍了“蜻蜓”的概念。[泰坦的惊人照片：土星最大的卫星]
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在泰坦上，流动的甲烷和乙烷河流和海洋为探索可能导致生命出现的化学物质提供了独特的机会。但是，正是稠密的大气层使这项任务成为可能。
特托尔说：“大气层给了我们在泰坦上旅行的能力。”
“等待着我们”
当NASA和欧洲航天局之间的联合倡议卡西尼-惠更斯号任务于2004年抵达泰坦时，它发现了一个甲烷降落到富含有机物的湖泊和海洋表面的世界。它将惠更斯号探测器投放到泰坦表面，让人瞥见了云层下的一些化学物质。在过去的十年里，轨道飞行器揭示了更多关于泰坦表面的细节，包括各种可能具有与地球相似的化学演化的环境，特托尔说。
特托尔说：“我们正在研究的那种益生元化学，是我们在实验室里无法完成的事情——时间尺度太长，无法在实验室里进行这些实验——但泰坦一直在进行这些实验。”
她补充说：“结果就放在表面上。如果我们能到达泰坦表面的这些不同地点，我们就可以获取实验的结果。它们只是在等待着我们。”
当涉及到探索火星上的各个地点时，这意味着要使用漫游车。每个落在有希望的地点的漫游车在其一生中都可以跋涉数十英里。截至2017年4月，NASA的机遇号漫游车总共行驶了超过27英里（43公里），好奇号行驶了近10英里（16公里）。
但是，特托尔不想派遣多个漫游车去探索泰坦，而是想利用该卫星稠密的大气层更有效地旅行。泰坦的大气层密度约为地球的四倍，而其重力约为地球的十分之一。
特托尔说：“在泰坦上，比空气重的飞行要容易得多。这意味着我们可以携带一个功能强大的着陆器，在一次飞行中移动数十公里，并在任务期间移动数百公里。”
过去，泰坦的任务提案包括利用稠密大气层旅行的气球和飞艇。但是特托尔说，这些任务需要这些飞行器不断在空中飞行，这消耗了大量的能量。它们也只提供了对表面粗略的探索。
相反，“蜻蜓”将使用位于其四个角落的两个旋翼从该卫星的一个区域飞到下一个区域，然后在着陆时使用它随身携带的多任务放射性同位素热电发生器（MMRTG）充电，该发生器将衰变的钚-238的热量转化为电能。这意味着“蜻蜓”可能会在泰坦上飞行数年，甚至数十年，特托尔说。与此同时，稠密的大气层会阻挡有害的辐射，为长期任务提供一个受欢迎的环境，她补充说。
如果NASA选择了“蜻蜓”，该航天器将在2020年代中期准备发射，并应在2030年代抵达，特托尔说。卡西尼的数据将提供潜在的着陆点，但是一旦“蜻蜓”到达，它将能够侦察这些着陆点，并使用火星漫游车用来安全着陆的同类型程序，来决定哪个是最佳的着陆地点。着陆后，四旋翼飞行器可以发射并绘制几个潜在的地点，然后返回其原始地点继续调查，同时科学家决定它应该去哪里。[人类如何在土星卫星泰坦上生活（信息图）]
特托尔说，“蜻蜓”擅长的任务不仅仅是飞行：钻头和采样系统将使其能够近距离检查表面，而光谱仪将使其能够研究较大区域的表面成分。气象学和遥感将有助于描述泰坦的大气和天气，在那里，甲烷循环取代了地球的水循环，她补充说。
该航天器的移动能力将有助于它将地球保持在其视线范围内，因为它将直接与地球通信。“蜻蜓”将在泰坦的北半球冬季到达，因此它将从南半球开始，因为地球不会在北方的天空中出现，特托尔说。但是，随着季节的变化，四旋翼飞行器也可以移动，当我们的星球再次升起时，它会向北移动。
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随着甲烷和乙烷像雨滴一样从天而降，泰坦的补水循环既与地球相似，又与地球不同。这颗卫星覆盖着有机物质，使其成为一种不同生命形式进化潜在家园。这只是许多科学家渴望访问土星卫星的原因之一。[泰坦上的生命？土星寒冷的卫星让科学家着迷（视频）]
特托尔说：“泰坦是进行益生元化学的理想目的地。它在整个表面都拥有极其丰富的有机物质。”
延伸数千公里的横跨泰坦赤道的有机物质巨大沙丘是一个潜在的有趣目标。尽管科学家们不确定这些沙丘是如何形成的，但它们可能代表了特托尔所说的来自整个表面的“杂物袋”。
撞击陨石坑提供了另一个有趣的探索区域。特托尔说，撞击应该会融化地壳中的冰，从而使液态水与有机物长期密切接触。
她补充说：“我们可以开始研究有机化学的进展情况。”
一路上，“蜻蜓”可以寻找这个富含甲烷的世界中非常基本的生命迹象。
特托尔说：“如果我们使用仪器来测量化学物质的细节，我们也可以寻找生物特征，因为测量是相同的。”
NASA的新前沿任务耗资10亿美元，正在探索宇宙中一些最引人入胜的地方。此前的选择包括前往冥王星的新视野号任务、前往木星的朱诺号航天器以及OSIRIS-REx小行星样本返回任务。当前的竞争列出了六个任务主题，包括来自彗星或月球的样本返回任务、海洋世界探测器、土星探测器、特洛伊小行星探索器和金星原位探测器。NASA计划每五年选择一项新任务。
最新一轮新前沿提案的截止日期是4月28日，“蜻蜓”将是候选者之一。在2017年11月，NASA将选择一部分提案进行进一步研究，并将在2019年7月做出最终选择。这意味着特托尔将需要等待很长时间，她希望“蜻蜓”能够脱颖而出。
她说：“泰坦只是在恳求我们这样做。”
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