<

重返土星?NASA规划新太空任务计划

2017-09-20 14:32:22 来源:新浪科技 编辑:风云
图中是卡西尼探测器观测的土星和土星环状结构。

图中是卡西尼探测器观测的土星和土星环状结构。

新浪科技讯 北京时间9月20日消息,据国外媒体报道,9月15日,美国宇航局卡西尼探测器在土星大气层中燃烧,终结了为期13年的土星探索历史,该探测器提供的勘测图像和数据彻底改变了科学家对太阳系的理解,并更多地掌握到潜在生命条件的星球状况。

例如:卡西尼探测器在土卫六发现甲烷海洋,在土卫二表面发现喷射的水蒸汽间歇泉,这两颗卫星都值得进一步研究分析,就像环绕带有环状结构的土星和整个土星系统一样。

美国宇航局喷气推进实验室、卡西尼项目主管厄尔·麦泽(Earl Maize)说:“虽然卡西尼探测器完成了历史使命,离开了我们,但是我们仍需要探索土星,我们知道,我们必须还要探索土星及其神秘的卫星!”

事实上,许多研究团队正在规划如何“重返土星”,美国宇航局下一代“新前线(New Frontiers)”项目运营着5个探索计划,其中包括:“新前线”冥王星探测器、朱诺木星轨道器和OSIRIS-Rex小行星采样探测器。

土星大气层

卡西尼探测器曾经是首颗土星大气探测器,其中一项“新前线”项目仍将对土星进行探索,甚至会超越卡西尼探测器,进一步扩大探索范围。

“土星探索内部及大气层探测器(SPRITE)”将进入土星密集的大气层,勘测分析土星大气层成分和结构大约90分钟,才最终分解和燃烧。相比之下,卡西尼探测器并未这样做,它在土星大气层中仅持续了1-2分钟。

美国宇航局戈达德太空飞行中心项目负责人艾米·西蒙(Amy Simon)指出,土星内部结构和稀有气体丰度的基本测量,能够更好地分析太阳系的形成,同时,有助于我们更多地理解系外行星系统。

土星探索内部及大气层探测器将负责进行这样的勘测任务,其勘测数据将有助于获取大量土星“真实数据”。

研究土卫六

卡西尼探测器127次近距离飞越土卫六表面,该探测器曾搭载了欧洲航天局的“惠更斯探测器”,它于2005年1月着陆在土卫六表面,它成为第一个在外太阳系软着陆星球的探测器。

卡西尼和惠更斯探测器的观测结果将揭晓土星系统的神秘面纱,观测结果显示,土卫六天空有碳氢化合物雨,表面形成甲烷湖泊和海洋,一些海洋面积甚至与地球黑海面积相近。我们所知构成生命的含碳物质——复杂有机化学物质漂浮在土星密集的含氮大气层,并最终降落至土卫六表面。

天体生物学家表示,很可能这些奇特的外星球景观具备孕育生命的条件。卡西尼探测器研究表明,土卫六可能还潜在着另一个宜居环境:地壳之下的液态海洋。事实上,卡西尼探测器在碰撞土星的过程中,尽可能避免碰撞土卫二和土卫六,从而避免这两颗星球遭受地球微生物的污染。

目前,新前线项目中提议一个叫做“俄亥阿诺斯(Oceanus)”的太空计划,旨在勘测分析土卫六表面及地下海洋环境,发射探测器至土卫六轨道上空盘旋观测。例如:该探测器能够观测土卫六大气层中的有机物质,并帮助研究确定土卫六地壳的厚度和硬度,以及是否传输内部热量至表面。

“俄亥阿诺斯”太空计划将继续分析卡西尼探测器的惊人发现,通过跟随分析气象循环中有机物质,分析大气层、表面和次表面之间的交换过程,评估土卫六的生命宜居性。

同时,新前线项目还设计了“土卫六蜻蜓探测器”,它将发射一个无人机,从空中和地面研究这颗卫星。今年早些时候,约翰·霍普金斯大学应用研究实验室行星科学家、土卫六蜻蜓任务调查员伊丽莎白·图特尔(Elizabeth Turtle)指出,在土卫六上飞行要比地球上更容易,因为土卫六大气层比地球更厚,而土卫六引力仅是地球引力的14%。这意味着探测器飞行一次可行进几十公里。蜻蜓无人机能够研究土卫六不同区域有机物质成分的详细状况。

伊丽莎白说:“蜻蜓无人机是一个创新概念,它能够探索土卫六表面不同区域,描绘土卫六环境的宜居特征,调查分析生命起源之前的化学进程,搜寻水基或者碳氢化合物基础生命的化学迹象。”她和同事将研究报告内容发布在第48届月球和行星科学大会上。

土卫二喷射羽流

新前线项目的其它两个太空任务聚焦于土卫二,之前卡西尼探测器观测发现土卫二表面存在喷射羽流。美国宇航局行星科学部主管吉姆·格林(Jim Green)表示,我们观测到土卫二南半球间歇泉喷涌水物质进入太阳系,这令我们非常吃惊,将有助于我们分析土卫二的宜居性,或者外太阳系卫星的潜在生命宜居条件。

这是因为土卫二间歇泉中的水明显来自于液态水海洋,液态水海洋在土卫二冰冷地壳之下晃动着。卡西尼观测数据暗示这个地下海洋的化学能量源可以支持生命存活。但是研究人员希望更多地了解土卫二的地下海洋和间歇泉,新前线项目的一个太空计划叫做“土卫二生命探索器(ELF)”,它将快速反复地穿过羽流喷射物,采集和分析羽流分子。土卫二生命探索器将搜寻复杂有机分子,这可能成为生命起源之前的一个迹象,证实生命形式的存在。

美国康奈尔大学首席负责人乔纳森·兰尼尔(Jonathan Lunine)称,这是免费的样本,我们不需要登陆卫星表面,钻孔、融化表面物质等复杂操作。卡西尼探测器曾采集到一些土卫二羽流样本,目前我们将进行更精确的质谱仪。

据悉,在12个新前线项目候选任务中,其它7个分别是勘测金星、彗星或者月球。格林指出,卡西尼时代已终结,未来我们将再度重返土星轨道,对土星及神秘卫星进行勘测分析。美国宇航局“航行者”探测器在1980-1981年连续两次造访土星,30年左右卡西尼探测器展开对土星的探索,我们相信下一次土星勘测任务的时间会更快启动!(叶倾城)