蜻蜓直升機(jī)任務(wù)將于2034年抵達(dá)土衛(wèi)六，下一個會是飛機(jī)嗎？

2025-12-10 14:46:21 分類：百科 閱讀(26174)

這張由美國宇航局卡西尼號任務(wù)拍攝的彩色馬賽克照片展示了迄今為止最完整的土衛(wèi)六北部湖泊和海洋景觀。鳴謝:美國宇航局/ JPL加州理工學(xué)院/意大利航天局/美國地質(zhì)調(diào)查局
（神秘的機(jī)任機(jī)昆明包夜外圍上門外圍女姐（電話微信189-4469-7302）一二線城市均可安排、高端一手資源、高質(zhì)量外圍女模特空姐、學(xué)生妹應(yīng)有盡有地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（by Nancy Atkinson, Universe Today）：土衛(wèi)六上的烴海到底是什么樣的？雖然即將到來的蜻蜓直升機(jī)任務(wù)將于2034年抵達(dá)土星朦朧而寒冷的衛(wèi)星，以探索土衛(wèi)六的于年大氣層，但仍有必要執(zhí)行一項任務(wù)，抵達(dá)研究衛(wèi)星上充滿液態(tài)烴的土衛(wèi)神秘海洋和湖泊。
但是蜻蜓一架可以研究泰坦的海洋和天空的飛機(jī)怎么樣呢？
一個新的任務(wù)概念得到了美國宇航局創(chuàng)新先進(jìn)概念(NIAC)計劃的資助，被稱為“泰坦航空”，直升其特點是機(jī)任機(jī)一艘被稱為“萊克”的飛行船。“萊克爾”號將配備許多儀器來啜飲和品嘗空氣和液體，于年同時翱翔和航行，抵達(dá)在穿過土衛(wèi)六的土衛(wèi)大氣層和滑過其湖泊之間無縫轉(zhuǎn)換，就像地球上的蜻蜓水上飛機(jī)一樣。
TitanAir是直升獲得NIAC第一階段17.5萬美元資金的14個不同的有遠(yuǎn)見的想法之一，這為幫助充實可能改變未來任務(wù)的機(jī)任機(jī)昆明包夜外圍上門外圍女姐（電話微信189-4469-7302）一二線城市均可安排、高端一手資源、高質(zhì)量外圍女模特空姐、學(xué)生妹應(yīng)有盡有潛在突破性概念提供了支持。
TitanAir是Quinn Morley和他的公司Planet Enterprises的創(chuàng)意。莫利在波音公司工作了15年，目前正在攻讀機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位。這是莫利的第二個NIAC獎，因為在2021年，他獲得了另一項第一階段撥款，以研究低成本機(jī)器人、自動駕駛的“鉆孔機(jī)器人”的開發(fā)，這些機(jī)器人能夠在火星上進(jìn)行深度鉆探。目前正在考慮將這一概念用于第二階段NIAC贈款。
莫利在他的網(wǎng)站上寫道:“我將一種非常荒謬的創(chuàng)造力與技術(shù)寫作的訣竅和強(qiáng)大的航空航天制造背景相結(jié)合，”他補充說，他是第一個被任命為NIAC首席研究員的本科生。
TitanAir的想法是，湖人隊將能夠通過機(jī)翼前緣的可滲透部分“飲用”甲烷冷凝物和有機(jī)物質(zhì)。機(jī)翼內(nèi)部的被動毛細(xì)特征將把液體帶到科學(xué)儀器中，就像植物如何從根部吸取水分到葉子上，或者“更快的采摘上部”紙巾如何工作一樣。這也是火箭燃料箱被設(shè)計成能夠在失重環(huán)境下重新點燃的原因，因為燃料箱中的血管會將液體吸入吸入口。
“我從小就對日常生活中的毛細(xì)效應(yīng)著迷，”莫利在他的LinkedIn賬戶上寫道，“但真正讓我著迷的是國際空間站上唐·佩迪特的咖啡杯。”
早在2008年，宇航員唐·佩迪特(Don Pettit)想在國際空間站上用咖啡杯而不是袋子享受他的早茶，所以他發(fā)明了一種在微重力下工作的杯子，通過毛細(xì)作用控制液體的流動。杯子的橫截面看起來像飛機(jī)機(jī)翼，狹窄的角度將液體吸上來。
莫利說:“不知何故，我從太空咖啡杯和冰箱里的一個凌亂的溢出物中獲得了靈感，說服了一個了不起的團(tuán)隊與我合作，并在暑假期間將這一切融入到一個成功的NIAC概念中。”。“我不知道我是如何受到啟發(fā)，通過可滲透的機(jī)翼外殼來吸收液體的。不過，我記得有一段時間我一直在考慮這個想法，不知道如何處理一個裝滿液體的機(jī)翼外鼻。”
莫利令人印象深刻的團(tuán)隊包括Narasimha Boddeti博士、Steven Collicott博士、Laura Forczyk博士和Peter Buhler博士。
除了地球之外，土衛(wèi)六是太陽系中唯一已知擁有地表湖泊和海洋的天體。但是在土衛(wèi)六寒冷的表面溫度下——大約零下180攝氏度(-292華氏度)——液態(tài)甲烷和乙烷在土衛(wèi)六的碳?xì)浠衔镏姓贾鲗?dǎo)地位，相當(dāng)于地球上的水。

土衛(wèi)六上美國宇航局蜻蜓旋翼機(jī)的插圖。鳴謝:美國宇航局
泰坦航空可以在湖上降落和起飛，每天可以在低空飛行和翱翔大約一個小時。
就像美國宇航局即將發(fā)射的蜻蜓一樣，任何飛往土衛(wèi)六的空中任務(wù)都將得到月球大氣的推動，月球大氣的密度約為地球大氣的四倍。結(jié)合土衛(wèi)六的低重力(地球的13.8%)，莫利告訴《今日宇宙》，在土衛(wèi)六上進(jìn)行任何動力飛行都要容易大約27倍，但前提是飛機(jī)的機(jī)翼非常細(xì)長。
“飛機(jī)的優(yōu)勢是‘翱翔’——所以你可以用比在地球上少得多的能量水平飛行，”莫利通過電子郵件說。“因此，如果你想慢慢爬升，你可以用比在地球上穩(wěn)定飛行少20倍的能量來實現(xiàn)。”
至于泰坦航空飛行器的設(shè)計，莫利警告說，他目前的研究重點是確定液體攝取技術(shù)在泰坦上的可行性。
“所以，這架飛機(jī)有點像替身或稻草人，”莫利解釋道。" NIAC稱之為任務(wù)背景."
但目前，莫利和他的團(tuán)隊正在根據(jù)地球上典型的通用航空飛機(jī)，如小型塞斯納飛機(jī)來確定飛行器的大小。在他們的白皮書中，該團(tuán)隊列出了他們的背景重量約為一噸，翼展為10米(30英尺)。機(jī)翼必須是可充氣的，以便安裝在將泰坦航空帶到土星系統(tǒng)的航天器內(nèi)。
“老實說，現(xiàn)在湖人隊的規(guī)模沒有受到限制，因為漂浮在湖面上和在空中飛行的要求有點矛盾，”莫利告訴《今日宇宙》。“如果我們?yōu)楹岁牭那闆r確定整個飛船的尺寸，機(jī)翼可能會長得驚人。充氣機(jī)翼實際上是為了給我們提供更長的機(jī)翼，以支撐大型機(jī)身，并在執(zhí)行長時間飛行時獲得合理的效率，同時仍然能夠安裝第二級整流罩。”
至于儀器，正在考慮的是下一代Urey型儀器，其中包括一個集成套件，旨在搜索“非常適合復(fù)雜有機(jī)物分析”的生物標(biāo)志物。總的來說，這些儀器的質(zhì)量不到20公斤，但可以適用于各種尺寸的飛機(jī)。
Morley和他的團(tuán)隊正在考慮的另一個儀器是基于蜻蜓的采樣系統(tǒng)DrACO(用于采集復(fù)雜有機(jī)物的鉆頭)，該系統(tǒng)將從土衛(wèi)六表面提取物質(zhì)，并將其傳輸?shù)劫|(zhì)譜儀。如果在“湖”號的翼尖安裝一個鉆頭，它就可以對海岸線的材料進(jìn)行取樣。
“湖人隊可以在海岸線上擺動翅膀，從湖的安全位置進(jìn)行采樣活動，”莫利寫道，并補充說，鑒于可能會被卡住，這對像蜻蜓這樣的船只來說可能是一項危險的任務(wù)。“這可能會擴(kuò)大科學(xué)回報，并打開難以獲得的水文循環(huán)證據(jù)的大門。”
雖然該團(tuán)隊列出了幾個需要克服的挑戰(zhàn)，例如機(jī)翼和機(jī)身的材料可以承受土衛(wèi)六的極度寒冷，并經(jīng)得起有毒碳?xì)浠衔锏目简灒玊itanAir概念的好處是，它可以支持十年調(diào)查中的許多建議，以研究土衛(wèi)六并了解其神秘的甲烷循環(huán)。它還將有助于了解行星大氣層，否則將需要多次飛行任務(wù)和航天器，從而降低成本。
莫利和他的團(tuán)隊在他們的論文中總結(jié)道:“很少有選擇能夠以有意義的方式解決所有這些問題，但我們認(rèn)為這個概念有可能改變關(guān)于氣候科學(xué)、前大氣化學(xué)、湖泊成分和行星泰坦的可居住性的對話。”