在土星的月亮泰坦的甲烷海中送潜艇的梦想

2021-03-01 03:04:13

还有什么比在火星沙漠上空驾驶直升机更令人兴奋的呢?在土星的大雾蒙蒙巨星土卫六上扮演尼莫船长(Nemo船长)怎么样—深入甲烷海洋的深处,躲避碳氢化合物的冰山,探索距离太阳十亿英里的古老而又冰冷的有机黏性海岸线?

这些是我最近脑海中浮现的异象。这些天来,人类的目光一直在火星上。一群机器人在太空中度过了半年后,便一次又一次地掉入红色星球的轨道或直奔地面,就像J.F.K.货物中有一架直升飞机,扶手椅的宇航员期待着在火星沙上飞行。

但是,我的注意力转移到了太阳系的更远范围,因为有消息称,土卫六上的甲烷海Kraken Mare最近被测量过深度,可能下降了至少1000英尺。就像核潜艇承认的那样深。这则新闻使我重新梦想了自己的梦想,即我认为这将是最浪漫的太空任务:在泰坦的海洋上航行,甚至最终在泰坦的海洋下航行。

研究人员瓦雷里奥·波加里(Valerio Poggiali)说:“除了土卫六最大的海域-海怪马雷(Kraken Mare)外,每个土卫六的海洋的深度和成分都已经被测量过了,它不仅有很好的名字,而且还包含约80%的月球表面液体。”在康奈尔天体物理学和行星科学中心。 Poggiali博士是一篇论文的主要作者,该论文描述了《美国地球物理联合会杂志》上的新深度测量。

美国宇航局最近宣布,它将在2026年将一颗名为蜻蜓的无人机发射到土星月球。有关飞轮的建议也已流传,这是一种漂浮在水上的探针,可能会溅落在湖泊中,甚至是机器人潜艇。

庞加里博士在一封电子邮件中说:“泰坦号潜艇仍在航行中,尽管这不太可能在泰坦号的第二个夏天(2047年左右)之前发生。他说,届时,将会有更多的环境光,而且潜艇可以继续进行通信。不需要绕行无线电中继的直接接地线。

在某些方面,泰坦是太阳系中最怪异的地方,也是最像我们自己的世界。像地球一样,它有一个主要由氮组成的厚厚大气层(是唯一一个完全有很多大气层的月亮),与地球一样,它也有天气,雨水,河流和海洋。

但是在这个世界上,下雨的时候,也会下汽油。碳氢化合物像雪一样飘落下来,并被氮气吹成沙丘。河流在山脉的冰冻峡谷中雕刻出峡谷,冰层漂浮在氨的地下海洋中。主要的表面温度为华氏零下290度。被乐观的天文学家称为“益生元”的化学污泥在压抑的棕色天空下蠕动。除地球外,土卫六是宇宙中唯一已知在其表面上藏有液体的世界-蕴含着一切。

自从旅行者1980年我一跃而过以来,天文学家一直渴望近距离观察这个世界,并通过无线电广播回传证据,证明其烟雾弥漫的大气密度是我们自己的四倍。从那时起,时间,技术和人类的创造力就表明,多云的世界将成为自然的仙境。

泰坦北部地区遍布湖泊和河流。其中最大的一个叫“海妖母马”(Kraken Mare),仅次于北欧怪物,比北美所有大湖的总和还要大。

卡西尼号轨道器在土星系统中徘徊了13年,详细绘制了这些特征。

2014年8月21日,卡西尼号在土卫六的北部境界上方约600英里处越过时,它使用雷达高度计测量了海北部海岸线上的海口海角海角和海鳗和海底窦的深度。工程师可以通过记录雷达从水面反弹到从海底反弹之间的延迟来测量海洋的深度。

事实证明,海鳗窦深约280英尺,但是海妖底部没有回波。湖要么非常非常深,要么完全吸收了雷达信号,以至于它们再也没有逃脱。

Poggiali博士总结道:“因此,Kraken Mare的中央部分必须比330英尺深,甚至可能超过1000英尺。”

他说,另一个主要的惊喜是海妖母马的组成。科学家此前曾预计,它所含的乙烷比甲烷更重,比利坦亚河母马(Tige)最北端的海要重。

庞加里博士说,在泰坦水文学的流行模型中,甲烷-氮雨的存在随着纬度的增加而增加。这将导致“波涛汹涌的海”的组成中甲烷含量更高。他说:“简单地说,乙烷在地球上的海水中的行为有点像盐。”

他补充说:“可以肯定的是,我们从充满海怪北部(海妖北部)大海湾的海鳗窦中提取的液体成分得出的结论令人惊讶。我们希望它绝对富含乙烷。相反,我们发现海妖更类似于土卫六上第二大海洋利吉亚马雷。这对水文循环的工作方式具有重要意义。”他补充说,海妖之马的南部地区可能还会有更多的乙烷,但是现有的数据并没有延伸那么远。

这不仅仅是抽象的行星科学。在像Poggiali Titan博士这样的科学家的想象中,这个实验室在数百万年的历史中化学已经学会了如何产生能量和存储信息。 “这些也是我们星球上发生的过程,但它们没有留下任何痕迹!正如您可能看到的,我们需要回到泰坦,以更好地了解生活的奥秘。”他说。

就像坐在码头上的老船长一样,波加里博士在拟建的20英尺长的美国国家航空航天局潜艇的可能航行中摇摇欲坠。这次旅行将从Kraken Mare的中心开始,然后到达Moray Sinus,在那儿,潜水艇将花三周的时间测量潮汐和成分,然后再巡航海岸线,越过Bayta Fretum海峡,并通过一条称为Seldon Fretum的类似喉咙的通道向南行驶。

在这些探索过程中,船只将对海底进行地图绘制并定期进行采样,并在可能的情况下收集海岸线的详细图像。土卫六的地心引力低于地球,甲烷的密度低于水,因此一艘小型潜艇可以在更深的地方冒险,而不会像在咸海中那样被压力压碎。

此外,波加里里博士说,由于甲烷对无线电波是透明的,因此潜艇可能在仍被淹没的情况下直接将数据传输到地球。据美国宇航局描述的拟议潜艇的网站称,总共可以在90天的时间内,这艘小潜艇以每秒2英尺的速度在海中航行2,000英里。

同时,我很难怪我仍然梦想着巨大的泰坦尼克号鱿鱼在那个装满冰柜的宇宙宇宙天然气鱼缸中四处觅食。 自太空计划初期以来,正如约翰·肯尼迪(John F. Kennedy)总统在赖斯大学(Rice University)于1962年的演讲中所言,宇宙的远见者将太空描述为“新海”。