想象一下，我们可以回到过去，回到几乎是宇宙大爆炸发生时间的三分之一之前，回到地球上的生命刚刚出现的时候。
化学如何演变成生物学——生命如何产生并扎根于我们这个世界——的确切细节现在已湮没在历史的长河中，被我们这个不断变化的星球四十多亿年的历史所冲刷殆尽。然而，显而易见的是，地球生命起源的秘密对于在宇宙其他地方寻找生命将是宝贵的指导。最幸运的是，我们拥有一个相当于行星规模的时间机器和生命起源化学实验室，触手可及。
在火星和木星之外，远在太阳系寒冷的深处，是土卫六，土星最大的卫星。这个异星世界是太阳系中唯一拥有像我们地球一样富含氮和碳的稠密大气层的行星体。土卫六与地球惊人的相似之处还不止于大气层。风吹起的沙丘在其表面蜿蜒起伏；山脉、丘陵和峡谷遍布地貌。雨水从天而降，形成蜿蜒的河流和溪流，汇入湖泊和海洋。在那里，有机化合物可以进行复杂的化学反应，形成在许多方面可能类似于地球生命最初起源的“原始汤”。水汽从陆地升回到天空，形成新的云层和新鲜的降雨，形成一个与地球相似的循环。
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即便如此，这颗卫星仍然非常陌生。土卫六的“水道”由碳氢化合物——液态甲烷和乙烷组成。它的“沙”丘也是由碳氢化合物组成的——与樟脑丸气味相同的挥发性化合物，只是被土卫六的极度低温冻成了固体。这颗卫星的地壳则更熟悉一些——由水冰组成，尽管在严寒中变得像岩石一样坚硬。地壳之下隐藏的物质也是如此：一个与地球上发现的非常相似的液态水海洋。专家预计，这个不见阳光的地下水库中的水温将与太平洋浅海的水温相同。
卡尔·萨根曾写道，在土卫六上，“在过去的40亿年里，像甘露一样从天而降的分子可能仍然存在那里，基本上没有改变，被深度冷冻，等待着来自地球的化学家。” 而我们将派遣化学家——至少是机器人的化学家。
今天，美国宇航局宣布了其“新疆界”计划选择了一个名为“蜻蜓”号的土卫六创新任务，计划于2026年发射。“这项革命性的任务在几年前还是不可想象的，”美国宇航局局长吉姆·布里登斯廷在一段录音声明中说。“一个伟大的国家成就伟大的事业。我们将发射‘蜻蜓’号，为全人类的福祉探索人类知识的边界。”
当“蜻蜓”号在2034年抵达土卫六时，距离土星的这颗卫星上次被航天器访问已经过去了近30年：那是坚固的“惠更斯”号探测器，它于2005年1月在这颗冰冷的卫星上运行了几个小时。“蜻蜓”号的科学家们说，等待是值得的。“美国宇航局选择真正敢于挑战伟大的事物，并坚定地在这个美丽而奇异的海洋世界中寻找生命，”美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的行星科学家和“蜻蜓”号团队成员凯文·汉德说。
“蜻蜓”号任务在竞争美国宇航局梦寐以求的“新疆界”计划选拔中，最终的竞争对手是一个名为“凯撒”的提案，该提案设想了一个彗星采样返回任务。
此处有龙
亿万年来，土卫六一直处于有机化学的掌控之中，混合着复杂的分子鸡尾酒，这些分子至少可能是真正外星生物学——我们不了解的生命的先驱。“我们几乎不能确定那里会有什么等待着我们——但这并没有阻止热切的天体生物学家进行推测。“我们知道土卫六拥有生命所需的所有成分。在一个拥有所有成分的环境中，化学反应能进行到什么程度？”“蜻蜓”号首席研究员、约翰·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）的行星科学家伊丽莎白·特图尔说。“土卫六已经进行了数亿年，甚至数十亿年的化学实验。而我们想做的就是去拾取这些实验的结果。”
这项前往外太阳系的前所未有的任务首次利用了现代无人机技术。“蜻蜓”号以其同名物命名——一种敏捷的飞行昆虫，可以翱翔、悬停和精确着陆。这艘航天器将同时是一架无人机和着陆器，旨在利用土卫六类似地球的引力场和空气动力学，最大限度地提高其探索能力。实际上，“蜻蜓”号上搭载的仪器与美国宇航局“好奇号”火星探测车上的仪器并没有太大的不同。然而，“蜻蜓”号计划具备寻找生命直接化学证据——所谓的生物特征——的能力，无论该生命是基于水和碳，还是明显更奇特的化学物质。就像“好奇号”一样，“蜻蜓”号也将由核动力驱动，携带放射性同位素温差发电机。在土星，太阳光线太微弱，无法可靠地为飞行无人机供电——即使光线足够强，土卫六的大气层也太厚，无法让足够的光线穿透。
从技术上讲，“蜻蜓”号将是一架双四轴飞行器，或者说是一架八轴飞行器，拥有两组四个旋翼，可以将其运送到土星卫星上各种不同的地质区域——当然，目前任务计划的飞行路线还只是模糊的轮廓。 “蜻蜓”号配备了一套旨在探测复杂有机物和生物特征的科学仪器，还将具备测量土卫六表面以下地震活动的能力——为我们打开一扇通往这颗卫星隐藏的液态海洋的窗口。
将土卫六带到实验室
2034年可能看起来像土星神秘的卫星本身一样遥远，但科学家们已经在为“蜻蜓”号可能揭示的一切做准备，很大程度上是通过在实验室中重建土卫六的部分环境。考虑到土卫六表面极低的温度和卫星冰壳下咸水海洋承受的巨大压力，这尤其具有挑战性。在芝加哥伊利诺伊大学，生物地球化学家法比安·凯尼格和他的同事们开发了一项独一无二的实验，旨在在一系列乒乓球大小的培养室中复制土卫六海洋的压力和温度。
每个培养室都将接种在高压陆地环境中茁壮成长的微生物。该团队计划让这些微生物的渐进世代缓慢暴露在越来越高的压力和越来越低的温度下，测试地球生物学进化和适应的能力。最终，研究人员希望培养出可能模拟土卫六地下水域中存在的任何微生物种群。最后一步是将任何存活的生物体置于更严酷的土卫六条件下，以测试它们繁殖和生长的能力。“这些类型的适应性对于理解非常有用，这样我们可以更好地锁定我们在土卫六上可能发现的分子类型，”凯尼格说。“即使它非常非常缓慢——当它是一个被冰覆盖的环境，并且在数百万年、数十亿年内保持稳定时，缓慢是无关紧要的。”
凯尼格的土卫六实验室并非孤军奋战，试图模拟数十亿年的外星进化——其他实验室以某种形式或另一种形式存在于JPL和APL，而且现在为了迎接“蜻蜓”号的到来，必然会出现更多实验室。每个实验室的设计和方法都不同，但它们都指向同一个基本问题：这颗卫星上的生命可能是什么样的？
新方法，新世界
“土卫六一直在进行的实验种类，在实验室中需要太长时间才能完成，”特图尔说。 这就是为什么，尽管听起来可能很牵强，但“仅仅”派遣一架核动力无人机跨越太阳系十多亿公里进行直接调查更为可行。
尽管土卫六与地球的共同之处在某些方面使探索变得更容易，但这颗卫星奇异的特性仍然构成独特的障碍——和机遇。“寻找我们以前从未见过的东西，这本身就具有固有的挑战性。重要的是要认识到，虽然‘蜻蜓’号具有寻找宜居环境和生物特征的关键具体目标，但我们还将了解很多其他事情，”APL的“蜻蜓”号项目科学家拉尔夫·洛伦茨说。
任何可能存在于土卫六上的生命形式都应该以与地球上最极端但可生存的环境中生命运行相同的方式运行，寻找能量来源以维持生存、生长和繁殖——至少，这是“蜻蜓”号的运行假设。“我们宜居的世界有如此多不同的环境可以支持生命，”特图尔说。“因此，能够广泛地看待这个问题非常重要。”
现在“蜻蜓”号已经获得了前往土星的正式通行证，它似乎注定要彻底改变我们对这个遥远世界的理解，以及行星科学任务的完成方式。它不会是第一个自驱动的星际空中任务（这项荣誉属于计划在NASA“火星2020”探测车上飞行的小型探路者无人机），但没有其他计划或提议的空中任务像“蜻蜓”号那样雄心勃勃且意义深远。在其计划的两年的任务中，它可以穿越相当于整个加利福尼亚州的长度，不时停下来悬停在诱人的目标上，并每16个地球日（或一个土卫六日）移动到另一个遥远的地点，同时收集数据。
尽管在我们触手可及的范围内有各种各样的行星体和卫星，但在太阳系中没有其他世界可以像土卫六那样为地球的形成时期提供背景——当我们仍在努力解决生命是什么以及其生命火花如何产生的基本问题时，这个背景就显得更加紧迫。几十年来，我们一直在实验室和地球上一些最古老的岩石中寻找这些答案。但也许，仅仅是也许，我们现在已经开始认真地拥抱一种更好的方式：飞往外太阳系，那里有一个原始的、存在了数十亿年的实验在等待着。“这是一个既完全陌生又完全熟悉的地方，因为我们拥有与地球上我们熟悉的物质非常不同的物质，却在经历相同的过程，”特图尔说。
“蜻蜓”号可能是我们一生中最具胆识和变革性的太空任务之一。“那里有一个全新的世界等待探索，它在许多方面看起来非常像我们自己的世界，但又异乎寻常地不同，”洛伦茨说。前往这颗外星卫星的任务将像踏上前往遥远过去的时光机，为了我们自己的起源。它提供了一个机会，让我们超越地球地质学的视野，去寻找生物学的宇宙基础：生命是什么？生命是如何开始的？如果其他世界存在生命，它会是什么样子？我们现在离回答这个问题又近了一小步，为未来划时代的飞跃开辟了道路。
土卫六上正在发生什么？是时候去一探究竟了。