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重返土星?美國宇航局規劃新太空任務計畫

據國外媒體報導, 9月15日, 美國宇航局凱西尼探測器在土星大氣層中燃燒, 終結了為期13年的土星探索歷史, 該探測器提供的勘測圖像和資料徹底改變了科學家對太陽系的理解, 並更多地掌握到潛在生命條件的星球狀況。

例如:凱西尼探測器在土衛六發現甲烷海洋, 在土衛二表面發現噴射的水蒸汽間歇泉, 這兩顆衛星都值得進一步研究分析, 就像環繞帶有環狀結構的土星和整個土星系統一樣。

美國宇航局噴氣推進實驗室、凱西尼專案主管厄爾·麥澤(Earl Maize)說:“雖然凱西尼探測器完成了歷史使命, 離開了我們, 但是我們仍需要探索土星, 我們知道, 我們必須還要探索土星及其神秘的衛星!”

事實上, 許多研究團隊正在規劃如何“重返土星”, 美國宇航局下一代“新前線(New Frontiers)”項目運營著5個探索計畫, 其中包括:“新前線”冥王星探測器、朱諾木星軌道器和OSIRIS-Rex小行星採樣探測器。

土星大氣層

凱西尼探測器曾經是首顆土星大氣探測器, 其中一項“新前線”專案仍將對土星進行探索, 甚至會超越凱西尼探測器, 進一步擴大探索範圍。

“土星探索內部及大氣層探測器(SPRITE)”將進入土星密集的大氣層, 勘測分析土星大氣層成分和結構大約90分鐘, 才最終分解和燃燒。 相比之下, 凱西尼探測器並未這樣做, 它在土星大氣層中僅持續了1-2分鐘。

美國宇航局戈達德太空飛行中心專案負責人艾米·西蒙(Amy Simon)指出, 土星內部結構和稀有氣體豐度的基本測量, 能夠更好地分析太陽系的形成, 同時, 有助於我們更多地理解系外行星系統。

土星探索內部及大氣層探測器將負責進行這樣的勘測任務, 其勘測資料將有助於獲取大量土星“真實資料”。

研究土衛六

凱西尼探測器127次近距離飛越土衛六表面, 該探測器曾搭載了歐洲航天局的“惠更斯探測器”, 它於2005年1月著陸在土衛六表面, 它成為第一個在外太陽系軟著陸星球的探測器。

凱西尼和惠更斯探測器的觀測結果將揭曉土星系統的神秘面紗, 觀測結果顯示, 土衛六天空有碳氫化合物雨, 表面形成甲烷湖泊和海洋, 一些海洋面積甚至與地球黑海面積相近。 我們所知構成生命的含碳物質——複雜有機化學物質漂浮在土星密集的含氮大氣層, 並最終降落至土衛六表面。

天體生物學家表示, 很可能這些奇特的外星球景觀具備孕育生命的條件。 凱西尼探測器研究表明, 土衛六可能還潛在著另一個宜居環境:地殼之下的液態海洋。

事實上, 凱西尼探測器在碰撞土星的過程中, 盡可能避免碰撞土衛二和土衛六, 從而避免這兩顆星球遭受地球微生物的污染。

目前, 新前線項目中提議一個叫做“俄亥阿諾斯(Oceanus)”的太空計畫, 旨在勘測分析土衛六表面及地下海洋環境, 發射探測器至土衛六軌道上空盤旋觀測。 例如:該探測器能夠觀測土衛六大氣層中的有機物質, 並幫助研究確定土衛六地殼的厚度和硬度, 以及是否傳輸內部熱量至表面。

“俄亥阿諾斯”太空計畫將繼續分析凱西尼探測器的驚人發現, 通過跟隨分析氣象迴圈中有機物質, 分析大氣層、表面和次表面之間的交換過程, 評估土衛六的生命宜居性。

同時, 新前線專案還設計了“土衛六蜻蜓探測器”, 它將發射一個無人機, 從空中和地面研究這顆衛星。 今年早些時候, 約翰·霍普金斯大學應用研究實驗室行星科學家、土衛六蜻蜓任務調查員伊莉莎白·圖特爾(Elizabeth Turtle)指出, 在土衛六上飛行要比地球上更容易, 因為土衛六大氣層比地球更厚, 而土衛六引力僅是地球引力的14%。 這意味著探測器飛行一次可行進幾十公里。 蜻蜓無人機能夠研究土衛六不同區域有機物質成分的詳細狀況。

伊莉莎白說:“蜻蜓無人機是一個創新概念, 它能夠探索土衛六表面不同區域, 描繪土衛六環境的宜居特徵, 調查分析生命起源之前的化學進程, 搜尋水基或者碳氫化合物基礎生命的化學跡象。 ”她和同事將研究報告內容發佈在第48屆月球和行星科學大會上。

土衛二噴射羽流

新前線項目的其它兩個太空任務聚焦于土衛二,之前凱西尼探測器觀測發現土衛二表面存在噴射羽流。美國宇航局行星科學部主管吉姆·格林(Jim Green)表示,我們觀測到土衛二南半球間歇泉噴湧水物質進入太陽系,這令我們非常吃驚,將有助於我們分析土衛二的宜居性,或者外太陽系衛星的潛在生命宜居條件。

這是因為土衛二間歇泉中的水明顯來自于液態水海洋,液態水海洋在土衛二冰冷地殼之下晃動著。凱西尼觀測資料暗示這個地下海洋的化學能量源可以支援生命存活。但是研究人員希望更多地瞭解土衛二的地下海洋和間歇泉,新前線項目的一個太空計畫叫做“土衛二生命探索器(ELF)”,它將快速反復地穿過羽流噴射物,採集和分析羽流分子。土衛二生命探索器將搜尋複雜有機分子,這可能成為生命起源之前的一個跡象,證實生命形式的存在。

美國康奈爾大學首席負責人喬納森·蘭尼爾(Jonathan Lunine)稱,這是免費的樣本,我們不需要登陸衛星表面,鑽孔、融化表面物質等複雜操作。凱西尼探測器曾採集到一些土衛二羽流樣本,目前我們將進行更精確的質譜儀。

據悉,在12個新前線項目候選任務中,其它7個分別是勘測金星、彗星或者月球。格林指出,凱西尼時代已終結,未來我們將再度重返土星軌道,對土星及神秘衛星進行勘測分析。美國宇航局“航行者”探測器在1980-1981年連續兩次造訪土星,30年左右凱西尼探測器展開對土星的探索,我們相信下一次土星勘測任務的時間會更快啟動!

”她和同事將研究報告內容發佈在第48屆月球和行星科學大會上。

土衛二噴射羽流

新前線項目的其它兩個太空任務聚焦于土衛二,之前凱西尼探測器觀測發現土衛二表面存在噴射羽流。美國宇航局行星科學部主管吉姆·格林(Jim Green)表示,我們觀測到土衛二南半球間歇泉噴湧水物質進入太陽系,這令我們非常吃驚,將有助於我們分析土衛二的宜居性,或者外太陽系衛星的潛在生命宜居條件。

這是因為土衛二間歇泉中的水明顯來自于液態水海洋,液態水海洋在土衛二冰冷地殼之下晃動著。凱西尼觀測資料暗示這個地下海洋的化學能量源可以支援生命存活。但是研究人員希望更多地瞭解土衛二的地下海洋和間歇泉,新前線項目的一個太空計畫叫做“土衛二生命探索器(ELF)”,它將快速反復地穿過羽流噴射物,採集和分析羽流分子。土衛二生命探索器將搜尋複雜有機分子,這可能成為生命起源之前的一個跡象,證實生命形式的存在。

美國康奈爾大學首席負責人喬納森·蘭尼爾(Jonathan Lunine)稱,這是免費的樣本,我們不需要登陸衛星表面,鑽孔、融化表面物質等複雜操作。凱西尼探測器曾採集到一些土衛二羽流樣本,目前我們將進行更精確的質譜儀。

據悉,在12個新前線項目候選任務中,其它7個分別是勘測金星、彗星或者月球。格林指出,凱西尼時代已終結,未來我們將再度重返土星軌道,對土星及神秘衛星進行勘測分析。美國宇航局“航行者”探測器在1980-1981年連續兩次造訪土星,30年左右凱西尼探測器展開對土星的探索,我們相信下一次土星勘測任務的時間會更快啟動!

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