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【微航天】无人机探索土卫六,可行吗?

【微航天】无人机探索土卫六,可行吗? 中国航天报
2014-07-23
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导读:美国宇航局目前正考虑派送一架四轴无人机前往土卫六,探索土卫六的地形与海洋、收集样本,还能返回到停留在土卫六上空的“母舰”上充电,并提交数据进行分析。如果这个创意能最终实现,将有可能成为人类探索太空方式

美国宇航局目前正考虑派送一架四轴无人机前往土卫六,探索土卫六的地形与海洋、收集样本,还能返回到停留在土卫六上空的“母舰”上充电,并提交数据进行分析。如果这个创意能最终实现,将有可能成为人类探索太空方式演变的一个重要转折点。


大气,让“泰坦”星球充满魅力


在已知的62颗土星卫星中,土卫六是最早被发现的、体积最大的卫星,它也被称为“泰坦”。正因为土卫六拥有大气层,人类才能用包括飞行器和气球在内的无人飞行器对其进行飞掠和着陆探测。


根据“惠更斯”号着陆探测和“卡西尼”号飞掠探测结果,在太阳系各大行星及其卫星中,唯有土卫六和地球一样,大气层中均富含氮。不少科学家认为,在太阳系除地球外,只有土卫六拥有原理与地球上水循环相似的所谓甲烷循环,土卫六是为最接近地球环境的卫星。此外,在土卫六表面的湖泊中主要成分是液体甲烷,湖下冰壳深处则是由水和氨组成的海洋。因为这些因素,土卫六具有孕育生命的可能性,对其探索将有助于人类揭开地球生命起源之谜。


当然,对土卫六上有生命的说法,也有否定的声音。日前,美国宇航局的一些天文学家在详细分析卡西尼号探测器数据后发现,土卫六上的海洋密度比预想中更高,如果按地球上的标准来看,其海洋中的盐度甚至堪比死海。这意味着人们可能要改变既往推测,土卫六或许并不适合生命存活。正是有了争论,才让土卫六显得更加吸引人。美国宇航局一些研究人员认为,土卫六是一个充满无限魅力的世界。


探测,还要发射“母舰”


正因为有了“生命的吸引”,为了更深入地探测这颗星球,美国航宇局正在积极推进一个雄心勃勃的计划:他们考虑使用无人机——包括飞行器与气球,探索土卫六的地形与海洋,收集样本,之后还能返回到“母舰”上充电及提交数据进行分析。充电是为了保证无人机下一次在飞掠过程中和着陆后,其科学仪器和操作工具仍能开展探测工作。


由于土卫六距离地球遥远,两者最近时仍相距12.8亿公里,星际间的深空中又没有大气,故而,这架无人机并不能直接飞到土卫六,只能在乘坐宇宙飞船到达土卫六后再释放。


运送无人机的飞船要经历数年时间的太空飞行方可进入环绕土卫六的轨道运行,科学家将其称为“母舰”,它由几个舱段组成,不仅要能容纳飞行器和气球,而且要有释放和接收它们的相应装置。同时还要携带姿态控制发动机、通信设施、探测仪器、盛放和分析样本的装置以及发电机与充电设备等。


无人机,需重复释放和回收


“母舰”相当于一个围绕土卫六飞行的无人空间站,飞行器和气球可以在认为有价值的土卫六地区软着陆,探索其地形与海洋,采集样品后返回飞船,并可多次进行类似的探测活动。


飞船上的专用仪器每次把无人机提供的样本加以分析获得结果,加上无人机获得的资料,被通信设施以无线电信号的形式发回地球。同时,飞船环绕土卫六运行的轨道高度要比卡西尼号土星探测器飞掠土卫六时的距离近得多,它也会用携带的科学仪器探测土卫六,并将获得的数据资料发回地球。


这样一来,科学家将会对土卫六有更全面的认识,尤其是通过分析无人机提供的多个着陆探测点样本获得的数据资料,可以分辨出土卫六有无生命的信息和迹象。


目前,美国宇航局已经下拨了一定的资金,推进对无人机、“母舰”及其配备的核反应堆的概念设计,他们希望能在本世纪40年代前后完成这一壮举,以证实人类对“泰坦”星球生命的终极猜测。如果这个新计划获得成功,很可能将改变人类探索太空的方式。



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中国航天报
《中国航天报》创刊于1986年,是中国唯一一家权威介绍航天高科技产业的报纸,由中国航天科技集团有限公司和中国航天科工集团有限公司主办。
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