2024年11月25日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,选择太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰重型(Falcon Heavy)火箭在2028年7月5日至7月25日的窗口期执行蜻蜓号(Dragonfly)探测器发射任务。
2024年10月14日执行欧罗巴快船探测器由猎鹰重型火箭发射升空(Credit: SpaceX)
蜻蜓号将携带约4.8公斤钚-238前往泰坦星(Titan)执行生命探测任务,这些放射性同位素将为其发电机提供燃料。探测器将在 2034 年到达目的地。
值得注意的是,本次SpaceX中标蜻蜓号人物是在击败联合发射联盟(ULA)最新投入运行的主力火箭火神(Vulcan)后,获得NASA价值2.566亿美元的发射合同的。
1、泰坦星
泰坦/土卫六是土星最大的卫星,也是太阳系第二大卫星(第一大为木卫三/盖尼米得/Ganymede)。
2011 年 12 月,卡西尼号轨道飞行器拍摄的泰坦。厚厚的有机雾霾永久遮蔽了泰坦的表面,无法在可见光下看到(Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. Gill)
它是唯一已知的具有比地球更稠密大气层的卫星,也是除地球外唯一已知的在其表面发现了液体稳定体明确证据的天体。泰坦的直径比月球大50%,质量大80%。
2、放射性同位素热电发电机(RTG)
含有钚-238的石墨撞击壳发出炽热的红光(Credit: NASA)
SpaceX已经为NASA发射了多个行星科学任务,但这些航天器都使用太阳能电池阵列发电。
此前NASA基于放射性同位素热电发电机(RTG)的核动力探测器都由联合发射联盟(ULA)以及其前身波音和洛克希德马丁公司制造的火箭发射。
放射性同位素热电发电机(RTG)组成(Credit: U.S. Department of Energy)
SpaceX的猎鹰重型火箭发射了11次全部成功。但发射核物质还需要额外的认证,包括对火箭的爆炸自毁范围安全系统进行审查,以确保它不会损坏有效载荷并导致放射性钚的释放。
放射性同位素热电发电机(RTG)本身的设计可以保证其自身可以在坠毁在地球海洋的情况下完好无损幸存下来。
放射性同位素热电发电机(RTG)实物(Credit: U.S. Department of Energy)
用于放射性同位素热电发电机(RTG)的钚-238的半衰期为88年,这类RTG已经在以前的许多太空任务中飞行过,包括火星上的毅力号(Perseverance )和好奇号(Curiosity) 探测器,第一次传回冥王星近景的新视野号(New Horizons)探测器,以及已经进入太阳系柯伊伯带的旅行者1号(Voyager 1)和旅行者2号(Voyager 2)探测器。
3、蜻蜓号任务
蜻蜓号(Dragonfly)在飞越地球到土星漫长星际空间后,将通过伞降的方式将载着8旋翼直升机的气囊降落在泰坦星富含有机质的沙子上。
蜻蜓号落地、探索飞行过程 CG(Credit: NASA/APL)
蜻蜓号是 NASA 对地球之外另一个海洋世界的表面进行直接探测的首个任务,旨在研究生命前体的复杂化学过程。蜻蜓号将由约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)建造并运营。
泰坦上的蜻蜓号直升机 CG(Credit: NASA/APL)
直升机配备摄像头、传感器和采样器,以检查已知含有有机物质的泰坦区域。
蜻蜓直升机在泰坦飞行 CG(Credit: NASA/APL)
蜻蜓号是 NASA 新前沿计划(New Frontiers Program)的第 4 个任务。此前的3个任务包括,探测冥王星的新视野号(New Horizons)于2006年发射并于2015年抵达;朱诺号(Jono)于2011年发射并于2016年进入木星轨道;本努碳质近地小行星样本(OSIRIS-REx)于2016年9月向小行星本努(Bennu)发射,在 2018-2021年期间进行了的详细研究,并在2023年完成采样返回。
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