SpaceX 將執行備受期待的土衛六探索器的承載任務。

圖丨“蜻蜓號”渲染圖（來源：NASA）

美國宇航局（NASA）近日宣布，計劃于 2028 年 7 月發射“蜻蜓號”（Dragonfly）探測器，目標是土星的衛星泰坦（Titan）。這一任務將通過 SpaceX 的獵鷹重型火箭（Falcon Heavy）發射，開啟一項前所未有的探索，旨在深入研究土衛六——這顆巨大的衛星的復雜大氣、化學特性及其與地球生命起源的潛在關系。該固定價格合同價值約為 2.566 億美元，其中包括發射服務和其他任務相關費用。

“蜻蜓號”是 NASA 首個核動力驅動的飛行器，其任務以美國宇航局和歐洲航天局的卡西尼-惠更斯號任務為基礎。卡西尼號在 2004 年至 2017 年期間繞土星運行并掠過這顆環狀行星的衛星，而惠更斯號則于 2005 年登陸土衛六。這兩艘太空船共同繪制了土衛六的地圖，研究了土衛六大氣的成分，并發現了地表下存在水海洋的證據。而“蜻蜓號”將進一步深入探索這顆地球以外唯一已知的表面存在穩定液體的星球。

圖丨土衛六“海岸線”全景圖（來源：NASA）

土衛六的獨特之處在于它擁有一種與地球早期相似的大氣環境。土衛六的大氣主要由氮氣和甲烷組成，這與地球在生命誕生前的環境具有相似之處。地球早期的大氣層缺乏氧氣，甲烷濃度較高，并且陽光照射下，甲烷等氣體分子會與紫外線反應，形成有機化學物質，這些物質可能為生命的起源提供了必要的化學基礎。

盡管我們無法直接回溯到地球生命誕生的那一刻，但土衛六可以為我們提供一個類似的環境。科學家相信，在土衛六的環境下，甲烷等有機分子的存在可能與生命起源的早期化學反應有關。因此，“蜻蜓號”的主要任務之一是研究這些有機物的形成和變化，探索有關地球生命起源的新線索。

“蜻蜓號”將深入分析土衛六的大氣成分，特別是其中的甲烷和其他有機分子。它的目標是通過探測這些分子的存在和反應，揭示土衛六是否具備類似地球早期環境中生命起源所需的條件。

圖丨“蜻蜓號”飛行效果動畫（來源：NASA）

該航天器將飛越土衛六的湖泊、河流、沙丘和冰凍的山脈等地質，在飛行過程中，通過多光譜成像儀、氣體分析儀、化學分析儀等多種科學儀器對其表面和大氣進行詳細分析，特別是通過化學分析儀研究表面沉積物中的有機化合物，這些有機物的構成和演化可能有助于我們尋找生命起源的蛛絲馬跡。

除了研究土衛六上生命起源前的化學過程之外，“蜻蜓號”將尋找土星衛星上是否曾存在過以水為基礎或以碳氫化合物為基礎的生命的化學跡象。

與地球不同的是，土衛六的液態溶劑并非水，而是液態甲烷和乙烷。盡管環境極為不同，“蜻蜓號”的研究將幫助科學家理解這些化學過程與我們所知道的生命形式的異同，甚至可能揭示一種完全不同于地球生命的新型生命形式。這些研究不僅有助于我們理解土衛六的獨特環境，還可能為我們打開理解宇宙中其他生命形態的視野，尤其是那些可能在不同環境條件下發展的生命。

由于土衛六的特殊環境，“蜻蜓號”的設計不同于傳統的行星著陸器。其體積約為一輛小型汽車大小，擁有四個手臂，每個手臂上都配備了兩個旋翼，旋翼的設計使蜻蜓號能夠在土衛六表面進行短途飛行，并在多個地點進行科學探測。由于前往土衛六的單程光信號傳輸時間超過一小時，因此，“蜻蜓號”必須能夠自動進行飛行，每次飛行都經過所提出的規劃，并且完全依賴自主系統來執行。

圖丨“蜻蜓號”的降落過程（來源：NASA）

土衛六的引力大約是地球的七分之一，低于月球的引力，這使得“蜻蜓號”能夠輕松飛行。同時，土衛六的稠密大氣層大約是地球大氣密度的四倍，地球本身上一米水深的壓力，這為飛行提供了理想的條件。較高的空氣密度和較低的重力共同作用，使得“蜻蜓號”能夠以較低的能量消耗飛行。

通過這種設計，“蜻蜓號”可以覆蓋大范圍的區域，收集不同地質環境中的樣本，為科學家提供多角度的分析數據。這種靈活的飛行能力是土衛六表面復雜地質環境中最有效的探測方式，尤其是對于在甲烷湖泊或乙烷海洋等極端環境中進行科學實驗。

為了保證“蜻蜓號”能夠在土衛六的極端寒冷環境中穩定運行，NASA 為其配備了核動力系統。土衛六距離太陽較遠，太陽能的輻射無法提供足夠的能源支持探測器的運行，因此，NASA 決定使用放射性熱電發生器（RTG）作為“蜻蜓號”的電力來源。

RTG 通過鈾衰變釋放的熱量轉換為電能，能夠提供穩定、持久的電力支持。由于土衛六的低溫環境，RTG 系統是唯一能保證“蜻蜓號”在長期任務中持續運行的能源來源。

借助這一系列設計，“蜻蜓號”將完成多次飛行任務，并在土衛六表面執行 2.5 個地球年的科學采樣和分析。

在經歷了延誤和成本增加等幾次波折后，如今“蜻蜓號”的前途終于更為明朗，期待它為探索宇宙中生命存在的可能性帶來新的突破。

參考資料：

1.https://www.nasa.gov/news-release/nasa-awards-launch-services-contract-for-dragonfly-mission/

2.https://www.space.com/space-exploration/missions/spacex-falcon-heavy-rocket-will-launch-nasas-epic-dragonfly-mission-to-saturns-huge-moon-titan-in-2028

3.https://www.planetary.org/space-missions/dragonfly

4.https://dragonfly.jhuapl.edu/News-and-Resources/docs/34_03-Lorenz.pdf

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