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阿波羅11號

俄刻阿諾斯號（英語：Oceanus）是美國宇航局/噴氣推進實驗室於2017年為第4次新邊疆任務提出的一項軌道飛行器任務概念，但未被選中開發。若今後在未來某個時機被選擇，該任務將前往土星的衛星土衛六評估其宜居性[1]。對土衛六的研究有助於了解早期地球及環繞其他恆星運行的系外行星，該任務是以希臘神話中的海神—俄刻阿諾斯所命名。

俄刻阿諾斯號
概況
任務類型土衛六軌道器
營運機構美國宇航局
航天器特性
製造廠商洛克希德·馬丁公司
太陽能板製造商軌道ATK公司
任務管理美國宇航局 / 噴氣推進實驗室  
任務開始
預計飛行時間10 年  
科研探測4 年
探測儀器  
質譜儀
紅外線相機
雷達高度計
無線電設備
新疆界計劃

任務概述

土衛六是一個由兩種海洋構成的世界，一種是位於星球表面，主要由液態甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)構成的海洋；另一種則是位於地表之下的「鹹水」海洋。土衛六雖然是土星的一顆衛星，但它也是一顆巨型衛星，其大小與許多行星相當，等同於水星，約為地球的40%。古代地球可能也曾擁有過一層富含甲烷的大氣，其化學成分與今天的土衛六一樣具有還原性。通過觀察土衛六的有機過程，「俄刻阿諾斯號」可幫助理解早期地球上有機煙霧的作用[2]，以及了解整個宇宙的宜居性。

「俄刻阿諾斯號」計劃於2024年2月發射，前往土衛六的飛行時間為10年，該飛行器將環繞土星運行二年，然後在土衛六圓形軌道上飛行兩年。飛行器由太陽能電池板供電，在此項任務中也考慮使用一架小型湖泊探測器[3]。   

 
土衛六表面的甲烷雲

土衛六大氣層高處發生着無生命的有機合成，而冰冷的地殼下面存在着一個巨大的海洋，這一切為生命起源和微生物宜居建立了可能的化學和生態環境。「俄刻阿諾斯號」將使用多級質譜儀、可穿透大氣層的紅外相機和具備高垂直分辨率的雷達高度計進行科學研究。

「俄刻阿諾斯號」任務由位於加州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室太陽系探測首席科學家「克里斯托夫·索廷」主持[4]。

目標

 
土衛六的紅外線視圖

「俄刻阿諾斯號的目標是揭示土衛六的有機化學、地質、重力、地形，收集三維勘測數據，對有機物進行分類，並測定它們可能在何處與液態水發生交互作[5]。

土衛六具有適於居住的基本成分：水、能源和有機分子。在為期4年的全球探索中，「俄刻阿諾斯號」將描述土衛六全球的宜居性、高層大氣層中有機物的光化學合成，並測定它們可能與液態水產生混合的地點。

開發方案

該任務將由美國宇航局/噴氣推進實驗室負責管理，噴氣推進實驗室還將製造部分雷達和照相機，並提供質譜儀。航天器將由洛克希德·馬丁公司開發，採用經驗證過的中央核心筒設計，這種設置已成功應用在火星勘測軌道器、朱諾號、馬文號和奧西里斯-雷克斯上。軌道ATK公司負責製造航天器使用的超柔性太陽能電池板，而意大利太空總署(ASI)及其承包商泰雷茲集團則將提供雷達高度表數字部分及部分電信系統組件。

2017年11月20日，美國宇航局選擇了另外兩項方案進行額外的概念研究：彗星天體生物學探索採樣返回(凱撒號)和蜻蜓號[6]，假如選擇的是「俄刻阿諾斯號」，它將會在2024年發射。[7][8][9]。

科研儀器

「俄刻阿諾斯號」上搭載有三種用於測量的科學儀器以及無線電設備：

  1. 泰坦質譜儀是一台多級四極離子阱質譜儀，用於研究土衛六大氣層中的有機物
  2. 泰坦攝相機是一架紅外相機，它可通過紅外窗口透過土衛六大氣層薄霧看到土衛六表面圖像。
  3. 泰坦高度計是一台雷達高度計，它有助於確定土衛六的地形，並與無線電科考觀測相結合，能精確化海洋測量。泰坦高度計和泰坦攝相機將使科學家們能夠評估有機物是如何在地表移動以及水和有機物可能產生混合的地點

科研團隊成員

該任務的項目負責人是克里斯托夫·索廷(噴氣推進實驗室)，副手是亞歷山大·海斯(康奈爾大學)，項目科學家是邁克爾·馬拉斯卡(噴氣推進實驗室)和後續項目科學家朱莉·卡斯蒂略-羅格斯。科學團隊成員分別來自JH APL公司、噴氣推進實驗室、意大利太空總署、洛克希德·馬丁公司、加州理工學院、康奈爾大學 、麻省理工學院、美國西南研究院、亞利桑那大學、美國地質勘查局、目標引導信標系統公司、加州大學聖克魯茲分校、美國愛達荷大學以及其它幾所外國大學。

另請參閱

參考文獻

  1. ^ Sotin, C., Hayes, A., Malaska, M., Nimmo, F., Trainer, M. D., Tortora, P.. (2017). "OCEANUS: A New Frontiers orbiter to study Titan’s potential habitability."[失效連結] 19th EGU General Assembly, EGU2017, proceedings from the conference held 23–28 April 2017 in Vienna, Austria., p.10958
  2. ^ Arney, G., Meadows, V., Domagal-Goldman, S., Deming, D., Robinson, T. D., Tovar, G., Wolf, E., and Schwieterman, E. (2016). "Pale orange dots: The impact of organic haze on the habitability and detectability of earthlike exoplanets." （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） In AAS/Division for Planetary Sciences Meeting Abstracts, volume 48
  3. ^ Short Course on Ocean Worlds, International Planetary Probe Workshop, The Hague, Netherlands, June 10–11, 2017
  4. ^ Chang, Kenneth. Back to Saturn? Five Missions Proposed to Follow Cassini. The New York Times. 2017-09-15 [2017-09-18]. （原始內容存檔於2021-01-22）. 
  5. ^ Tortora, P., Zannoni, M., Nimmo, F., Mazarico, E., Iess, L., Sotin, C., Hayes, A., Malaska, M.  (2017) 「Titan gravity investigation with the Oceanus mission.」 19th EGU General Assembly, EGU2017, proceedings from the conference held 23–28 April 2017 in Vienna, Austria., p.17876
  6. ^ Glowatz, Elana. NASA's New Frontier Mission Will Search For Alien Life Or Reveal The Solar System's History. IB Times. 2017-12-20 [2021-01-17]. （原始內容存檔於2020-12-05）. 
  7. ^ Foust, Jeff. NASA Expands Frontiers of Next New Frontiers Competition. Space News. 2016-01-08 [2016-01-20]. （原始內容存檔於2017-08-18）. 
  8. ^ Clark, Stephen. NASA official says new mission selections on track despite InSight woes. Spaceflight Now. 2016-09-07 [2016-09-08]. （原始內容存檔於2020-10-10）. 
  9. ^ New Frontiers fourth announcement of opportunity. NASA. 2016-01-06 [2021-01-17]. （原始內容存檔於2019-11-03） （英語）. 

外部連結

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